近年來,,各種新技術(shù),、新方法的興起和融合,,促進(jìn)了體外診斷(IVD)儀器,、試劑的開發(fā)應(yīng)用和更新?lián)Q代,。根據(jù)威尼研究所的研究,,中國體外診斷市場快速發(fā)展,,預(yù)計(jì)將在未來的10~15年內(nèi)超過美國,,成為世界上最大的體外診斷市場,。
根據(jù)工信部發(fā)布的2015國內(nèi)體外診斷(IVD)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀藍(lán)皮書數(shù)據(jù),2014年IVD市場占到國內(nèi)醫(yī)療器械市場的16%(440億元),,IVD行業(yè)已成為整個(gè)醫(yī)械市場的重要增長極,,中國醫(yī)藥工業(yè)信息中心更預(yù)測2019年IVD市場規(guī)模將達(dá)到723億元。
那么,,在這樣一個(gè)宏大的市場上,,微流控芯片技術(shù)如何脫穎而出引領(lǐng)一個(gè)新潮流呢?
其實(shí),,在上世紀(jì)80年代納米技術(shù)革命中,,微流控芯片還只是其中的一個(gè)小分支,90年代末,,在研究芯片襯底的材料科學(xué)和微通道的流體移動(dòng)技術(shù)得到發(fā)展后,,微流控技術(shù)也取得了較大的進(jìn)步,終于在體外診斷運(yùn)用方面找到突破口,,重新出現(xiàn)在大眾視野,,并最終成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
微流控芯片能把化學(xué)和生物等領(lǐng)域中所涉及的樣品制備,、反應(yīng),、分離,、檢測等一系列基本操作單元整合到一個(gè)微米尺寸的芯片上,同時(shí),,微通道形成的網(wǎng)絡(luò),,能夠貫穿整個(gè)系統(tǒng),具有便攜,、低能耗,、易于制作、易于掌握等優(yōu)點(diǎn),,易于滿足生命科學(xué)對生物樣品進(jìn)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,清華大學(xué)化學(xué)系林金明教授也認(rèn)為:微流控芯片可以構(gòu)建一種簡單便攜的裝置用于生物標(biāo)記物的檢測,,從而有望未來戶外即時(shí)診斷和家庭醫(yī)療提供新的方法,。須知,生物標(biāo)志物特別是蛋白質(zhì)標(biāo)志物進(jìn)行快速靈敏的檢測是臨床醫(yī)療診斷,、藥物治療的一個(gè)重要依據(jù),,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(huán)放大技術(shù)(immuno-RCA)是一種基于免疫分析、高靈敏的核酸放大技術(shù),。RCA可以在室溫,、恒溫下進(jìn)行DNA擴(kuò)增,不需要特殊的儀器,。通過免疫反應(yīng),,目標(biāo)蛋白與功能性核酸配體相結(jié)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(fù)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(chǎn)生不同的顏色,,可用肉眼直接觀察。更為重要的是,,根據(jù)線性動(dòng)力學(xué)模式進(jìn)行的RCA反應(yīng)能夠直接進(jìn)行半定量分析不需要過多的標(biāo)準(zhǔn)物,。因此,RCA是一種適合在芯片上進(jìn)行信號(hào)擴(kuò)增的新技術(shù),,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(biāo)志的檢測與研究,,是未來生物芯片發(fā)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(shù)和功能性核酸適配體的免疫分析技術(shù)相結(jié)合,,發(fā)展了一種快速簡單、高靈敏度,、易于攜帶的裝置用于生物標(biāo)志物的分析,。本方法在微流控芯片上平行的排列了多個(gè)微通道,并在通道上修飾具有特異性的核酸適配體目標(biāo)蛋白質(zhì)進(jìn)行的高通量,、特異性捕獲和分析,,降低了基質(zhì)干擾。利用滾環(huán)擴(kuò)增和G-四鏈體 DNAzyme 的作用,,實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的放大,,提高分析的靈敏度,降低檢測限,。同時(shí),,可以通過顏色的變化,可以通過肉眼進(jìn)行初步的判斷,。