微流控芯片技术的医学检测应用现状

1  聚合酶链反应技术

微流控芯片技术在与聚合酶链反应技术结合后可在短时间内快速地完成扩增工作，一方面可缩小反应体系，提高检测灵敏度，另一方面可缩短反应时间，易于携带，被认为是当前医学检测领域工作中重要的新型技术。曾有研究报道就微流控芯片技术结合聚合酶链反应技术进行了分析，研发出了相对灵活的交替拉推式主动数字化微流控芯片技术，以此保证微空的聚合酶链反应样品数字化率可最大程度的接近 100% 。该技术的操作原理在于通过利用气动阀门，以周期性的动态化表现对芯片内的气压进行有效调节，由此最大程度地促进真空驱动溶解液分割在微孔中的过程，从而实现小体积溶液的数字化，降低体积的变化。当前微流控 PCR芯片的研发及应用更加趋于结构的简单化、功能的集成化以及一次性的发展方向，在其基础上能够完成完整的生物样本分离分析的装置，这在我国当前医学领域中亦得到了相对广泛的应用。

2  病原体检测

基于微流控芯片技术的病原体检测在临床医学领域中得到了广泛的应用，并显示出了较高的准确性及灵敏度，所需检测的时间也相对较短。曾有研究针对微流控芯片技术在下一代病原微生物诊断中的应用进行了研究，发现微流控系统可构成无细胞诊断工具，且在应用期间能够与其他应用技术相互结合，进而完成一系列的跟踪及检测病原体等工作，这也为病原体临床检测工作提供了可靠依据。微流控芯片技术在病原体检测方法主要分为细菌检测以及病毒检测两个部分。

3  细菌检测

目前，微流控芯片技术在食源性致病菌的检测工作中被广泛应用，且该技术对食源性致病菌具有较高的敏感性。有研究曾将微流控芯片技术用于检测沙门氏菌、霍乱孤菌、志贺氏菌以及副溶血性孤菌等食品中较为常见的致病菌，结果显示，检测灵敏性及特异性均较高，且检测操作时间较短，操作成本较低。也有报道将微流控芯片技术用于检测引起急性腹泻的病原菌，同样获得了较好的效果。此外，微流控芯片技术用于细菌耐药性的检测工作中也发挥了较强的效果，不仅可对单细胞乃至单细胞器的水平对数百个细胞的耐药性进行分析，也可对单细胞的耐药情况实施监控作用。

4  病毒检测

微流控芯片技术也被广泛应用在病毒检测工作中，结合既往研究经验可见，微流控芯片技术用于乙型肝炎病毒的检测中的效果显著，具有较高的特异性及灵敏度。与传统检测方法相比，微流控芯片技术具有小型化以及简便化的作用，可提高检测工作的效率，在病原体覆盖度上具有较大的优势。

5  组织工程检测

微流控芯片技术与材料科学的不断发展及应用推动了体外细胞组织器官的构建，这在一定程度上促进了高效诊断及检测技术的进步。有研究报道了电活性示踪迹取代传统营养示踪剂的新型微流控芯片渗透率的示范方法，其中电化学渗透并不需要借助人工取样以及比较复杂的光学仪器。相关研究发现，不同类型的电活性示踪剂还可被分为 3种不同的形态，包括惰性的、高效的及稳态的，且这些不同状态下的示踪剂的应用可对内皮细胞的渗透性进行测量。电化学渗透率测定方法的应用充分结合了示踪剂渗透率的便捷性与芯片集成的高效性，因此发展前景更为广泛。微流控芯片技术的应用还可用于对滋养细胞的超快速的富集操作。曾有临床资料就此展开分析，即对新型惯性微流控芯片技术在孕妇全部血样本中的应用进行分析，结果发现该技术能够快速地在单细胞的水平下对未进行标记的富集循环细胞进行分离，并将其用于基因型的鉴定，完成下游免疫荧光染色以及基因分型的分析。此外，此类技术本身操作相对简单，无需抗体，因此成本较低，易被推广。

6  血液分析

目前，微流控芯片技术所进行的血液分析已被应用于各类疾病的诊断工作中，包括生物学、基础医学等。该技术适用于各类只用少量的液体即刻完成相应的操作，如癌细胞以及重度贫血患者中。有学者借助微流控芯片技术研发了新型人工胎盘型微流控血氧合器，该设备可完成一系列的高气体交换、低注入量等相关操作，且在应用期间仅仅依赖较低的压力差即可完成，属于一种新型的模仿胎盘制作而成的设备。该设备不仅避免了气体交换功能的丢失，而且其突出的折叠能力实现了相对较为紧凑的外形，有助于实现高吸氧的效果，也可在一定程度上促使早产儿出生体质量达到最低的标准。

7  肿瘤外泌体检测

肿瘤来源的外泌体通常在肿瘤微环境胞间通讯中发挥重要的作用，且优势突出。在一般情况下，肿瘤外泌体在体液中的含量相对较为稳定，并能够较快且灵活地分析并反映当前肿瘤所处的实际状态，也被认为是液体检测技术中具有较高潜力的肿瘤标志物。目前，外泌体相关研究中所面临的一个最大困难在于如何将其从比较复杂的生物样品中加以分离。既往临床工作中所采取的超速离心法被认为是对外泌体浓缩的最经典方法之一。但该方法操作步骤复杂，且相关仪器设备费用较高，回收率也相对较低，临床应用欠佳。而在微流控芯片技术基础上进行肿瘤外泌体检测操作简单，可通过微流控肿瘤切片模型来研究代谢饥饿梯度下的细胞行为，由此实现对实体肿瘤细胞代谢异常的早期诊断，这为后续肿瘤疾病的治疗提供了更多的选择。

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