首页 > 技术资讯 > 技术学院

微流控芯片特点及其发展前景

 微流控的研究始于80年代初并用于喷墨打印机喷头,DNA芯片,实验室芯片技术,微推动及温度脉冲技术。这项技术能精确控制和操控微尺度流体,尤其特指亚微米结构;其大多数的应用都采用被动流体控制技术,如毛细作用力。在实验室中,通常用于提高芯片操作上的工作效率和流动性,以及减少样品与试剂的体积消耗。微流体与微量的区别在于流体的流动性,通过流体的表面张力、动力消耗与流动阻力控制流体系统。

微流控芯片,又称其为微流控芯片实验室或芯片实验室,它是微流控技术实现的主要平台,可在类似一枚邮票或一张信用卡大小的芯片上完成生物或化学实验室各种功能的技术。它把生物和化学等领域所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离、检测,细胞培养、分选、裂解等基本操作单元集成到一块几平方厘米的芯片上,由微通道形成网络,以可控流体贯穿整个系统,自动完成分析全过程。其不仅体积轻巧、使用样品及试剂量少,且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃,是集微量样品制备、进样、反应、分离及检测于一体的快速、高效、低耗的微型分析实验装置。

微流控芯片

微流控芯片的特点

芯片集成的单元部件越来越多,且集成的规模也越来越大,使着微流控芯片有着强大的集成性。同时可以大量平行处理样品,具有高通量的特点,分析速度快、物耗低,污染小,分析样品所需要的试剂量仅几微升至几十微升,被分析的物质的体积甚至在纳升级或皮升级。

廉价,安全,因此,微流控分析系统在微型化、集成化和便携化方面的优势为其在生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用提供了极为广阔的前景。

微流控芯片的发展前景

   微流控分析芯片最初只是作为纳米技术革命的一个补充,在经历了大肆宣传及冷落的不同时期后,最终却实现了商业化生产。微流控分析芯片最初在美国被称为"芯片实验室",在欧洲被称为"微整合分析芯片",随着材料科学、微纳米加工技术和微电子学所取得的突破性进展,微流控芯片也得到了迅速发展,但还是远不及"摩尔定律"所预测的半导体发展速度。

  原则上,微流控芯片可以用于各个分析领域,如生物医学、新药物的合成与筛选、以及食品和商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学和航天科学等其他重要应用领域,其中生物分析是热点。目前其应用主要集中在核酸分离和定量、DNA 测序、基因突变和基因差异表达分析等。另外,蛋白质的筛分在微流控芯片中也已有报道针对病原微生物基因组的特征性片段、染色体DNA 的序列多态型?基因变异的位点及特征等,设计和选择合适的核酸探针,经PCR 扩增后检测,就能获得病原微生物种属、亚型、毒力、抗药、致病、同源性、多态型、变异和表达等信息,为疾病的诊断和治疗提供一个很好的切入点。

  国际上公认的PCR 产物检测共有五种方法,按其灵敏度高低顺序排列为:毛细管电泳法、固相杂交法、液相杂交法、高压液相杂交法和凝胶电泳法(不推荐临床) 。微流控芯片CE 以毛细管电泳为该芯片主体,无需进行探针杂交,受检样品的信号获得率接近百分之百。微流控芯片CE 可检测15~7500bp范围的PCR 产物,分辨率可达20bp ,样品微量化使扩散进一步减少,分离效果极好,每孔可供多个不同的PCR 产物作同时分析。

  我国在微流控分析方面的研究虽然起步较国外晚了四到五年,但在多个相关的学科领域都具有足够的积累与优势,我国具有世界上最大的微流控芯片市场,用中国的芯片产品占领这一市场是我国科学家责无旁贷的使命。3月26日多名微流控领域的专家也将参加在上海举办的2015(第三届)先进体外诊断技术峰会,共同对微流控的先进技术进行总结和分析,对我国的微流控芯片研究领域进行更多的解读。相信经过不懈的努力,微流控芯片蓬勃的发展在我国很快将会到来。



标签:   微流控芯片 微流控
手持式PDMS打孔器