微流控芯片技術在體外診斷領域中的應用進展

李順基,肖育勁,陳 鵬,劉筆鋒*

(華中科技大學生命科學與技術學院，湖北武漢 430074)

1 前言

微流控芯片技術起源于19世紀20年代Manz等人首次提出的微全分析系統概念[1]。因其具有將大型儀器微型化，提高分析檢測技術靈敏度及加快檢測速度等優勢，在分析檢測領域得到快速發展[2]。1995年，首家從事微流控芯片技術的Cliper公司成立；2003年，微流控技術被Forbes評為影響人類未來15件最主要發明之一；2004年，美國Business 2.0雜志封面文章將微流控芯片技術列為“改變世界”的七種技術之一。自2006年起，微流控體外診斷公司開始成立并快速發展。2006年微點生物公司成立；2007年Alere收購博適公司的Trage系列，成為當時全球范圍內心臟標志物POCT診斷的龍頭企業。

微流控芯片技術應用于體外診斷(In-vitro Diagnosis,IVD)的優勢在于能將檢測分析所需的樣本前處理、手工加樣、試劑混合等繁雜的操作集中在一個芯片上完成，并且能夠提供體外診斷檢測所需的密閉環境[3]。流體在微米級別的通道內成層流狀態，可以實現對微流體的精確控制，使檢測的結果更及時和準確。在此維度下，流體的表面張力、毛細管力、流體粘度、剪切力成為流體的主要影響因素[4]。通過在微通道內設計特有微混合器及通過彎曲的微通道形成Dean流可實現流體快速混合，混合速度可以達到微秒級別[5,6]。微流控芯片技術在臨床體外診斷檢測的發展中[7-10]，芯片結構的設計及相應的信號檢測原理是微流控體外診斷檢測技術主要發展的兩個方面，前者主要決定了加工所需要的精度及復雜性，后者在一定程度上決定了芯片的結構及所需要的檢測設備。……