基于微流控驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)的臨床生化分析系統(tǒng)研究進(jìn)展

袁穎欣,樊 晨,潘建章,方 群

(浙江大學(xué)化學(xué)系微分析系統(tǒng)研究所,浙江 杭州 310058)

臨床生化分析是基于分光光度法對(duì)血液、尿液等體液中血糖血脂、肝功、腎功、心肌酶譜等幾十項(xiàng)生化指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)的方法。它是臨床體外診斷最為常用的方法之一,占據(jù)了體外診斷將近30%的市場(chǎng)。目前臨床生化分析的工作基本上在醫(yī)院中心檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室利用自動(dòng)生化分析儀開(kāi)展。這些儀器需要自動(dòng)實(shí)現(xiàn)樣品預(yù)處理、量取、混合反應(yīng)、檢測(cè)、清洗等一系列復(fù)雜的分析操作步驟。常規(guī)的臨床生化分析儀不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，造價(jià)高昂,而且需要專業(yè)的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)人員操作,所以一般應(yīng)用于大中型醫(yī)院,無(wú)法覆蓋偏遠(yuǎn)地區(qū)或基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)。基層醫(yī)療對(duì)臨床生化分析儀體型精巧、低成本、易操作的要求得不到滿足,是目前醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域亟待解決的難題。

微流控技術(shù)(microfluidics)起源于1990年Manz提出的“微全分析系統(tǒng)”(miniaturized total chemical analysis systems,μTAS)概念[1],其特點(diǎn)是通過(guò)操控pL至μL體積的微量流體,實(shí)現(xiàn)化學(xué)或生物分析中的各項(xiàng)操作[2]。微流控技術(shù)的出現(xiàn)為臨床生化分析的基層普及提供了一個(gè)具有良好前景的解決方案。分析樣本和試劑消耗微量化,可有效降低分析成本,且大幅提高反應(yīng)的傳質(zhì)、傳熱能力,有助于實(shí)現(xiàn)高效反應(yīng),縮短分析時(shí)間;此外,微流控分析系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)臨床分析儀器更易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成化和微型化,使其使用場(chǎng)合不再受限于大中型醫(yī)院,具有巨大的市場(chǎng)發(fā)展前景。目前,基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)能開(kāi)展的生化分析工作仍然采用試紙條技術(shù)[3-5],它利用紙纖維的毛細(xì)作用驅(qū)動(dòng)樣品的流動(dòng),使樣品與預(yù)先干化的試劑反應(yīng)顯色以獲得檢測(cè)結(jié)果,具有操作簡(jiǎn)便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。……