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體外診斷新寵兒:微流控芯片
   近年來,各種新技術、新方法的興起和融合,促進了體外診斷(IVD)儀器、試劑的開發應用和更新換代。根據威尼研究所的研究,中國體外診斷市場快速發展,預計將在未來的10~15年內超過美國,成為世界上最大的體外診斷市場。而根據工信部發布的2015國內體外診斷(IVD)產業現狀藍皮書數據,2014年IVD市場占到國內醫療器械市場的16%(440億元),IVD行業已成為整個醫械市場的重要增長極,中國醫藥工業信息中心更預測2019年IVD市場規模將達到723億元。
  那么,在這樣一個宏大的市場上,微流控芯片技術如何脫穎而出引領一個新潮流呢?
  其實,在上世紀80年代納米技術革命中,微流控芯片還只是其中的一個小分支,90年代末,在研究芯片襯底的材料科學和微通道的流體移動技術得到發展后,微流控技術也取得了較大的進步,終于在體外診斷運用方面找到突破口,重新出現在大眾視野,并最終成功實現商業化。
 
  微流控芯片能把化學和生物等領域中所涉及的樣品制備、反應、分離、檢測等一系列基本操作單元整合到一個微米尺寸的芯片上,同時,微通道形成的網絡,能夠貫穿整個系統,具有便攜、低能耗、易于制作、易于掌握等優點,易于滿足生命科學對生物樣品進行低劑量、更高效、高靈敏、快速分離分析的需求。
  微量分析測試與儀器研制北京市重點實驗室主任,清華大學化學系林金明教授也認為:微流控芯片可以構建一種簡單便攜的裝置用于生物標記物的檢測,從而有望未來戶外即時診斷和家庭醫療提供新的方法。須知,生物標志物特別是蛋白質標志物進行快速靈敏的檢測是臨床醫療診斷、藥物治療的一個重要依據,而微流控芯片由于微型化,所需的樣品量極少(<10μL)。
  林金明教授所研究的免疫分析的滾環放大技術(immuno-RCA)是一種基于免疫分析、高靈敏的核酸放大技術。RCA可以在室溫、恒溫下進行DNA擴增,不需要特殊的儀器。通過免疫反應,目標蛋白與功能性核酸配體相結合獲得一段具有催化作用的G-四鏈體。然后,通過RCA獲得一條重復序列的G-四鏈體。G四鏈體能與血紅素自組裝,在ABTS和過氧化氫作用下,產生不同的顏色,可用肉眼直接觀察。更為重要的是,根據線性動力學模式進行的RCA反應能夠直接進行半定量分析不需要過多的標準物。因此,RCA是一種適合在芯片上進行信號擴增的新技術,能極大地提高分析的敏感性和特異性,用于微量的生物大分子和生物標志的檢測與研究,是未來生物芯片發展和普及使用不可缺少的檢測手段。
  僅以檢測凝血酶為例,將微流控芯片技術和功能性核酸適配體的免疫分析技術相結合,發展了一種快速簡單、高靈敏度、易于攜帶的裝置用于生物標志物的分析。本方法在微流控芯片上平行的排列了多個微通道,并在通道上修飾具有特異性的核酸適配體目標蛋白質進行的高通量、特異性捕獲和分析,降低了基質干擾。利用滾環擴增和G-四鏈體 DNAzyme 的作用,實現了信號的放大,提高分析的靈敏度,降低檢測限。同時,可以通過顏色的變化,可以通過肉眼進行初步的判斷。(文章來源:生物谷)

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