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微流控芯片五大優點及四大缺點分析

  微流控的五大優點   (一)集成小型化與自動化

  微流控技術能夠把樣本檢測的多個步驟集中在一張小小的芯片上,通過流道的尺寸和曲度、微閥門、腔體設計的搭配組合來集成這些操作步康,最終使整個檢測集成小型化和自動化。

  (二)高通量

  由于微流控可以設計成為多流道,通過微流道網絡可以同時將待檢測樣本分流到多個反應單位,同時反應單元之間相互隔離,使各個反應互不相干擾,因此可以根據需要對同一個樣本平行進行多個項目的檢測。與常規逐個項目檢測相比,大大縮短了檢測的時間,提高了檢測效率,具有高通量的特點。

  (三)檢測試劑消耗少

  由于集成檢測的小型化,使微流控芯片上的反應單元腔體非常小,雖然試劑配方的濃度可能有一定比例的提高,但是試劑使用量遠遠低于常規試劑,大大降低了試劑的消耗量。

  (四)樣本量需求少

  由于只在小小的芯片上完成檢測,因此需要被檢測的樣本量需求非常少,往往只需要微升甚至納升級別。此外還可以直接用全血進行檢測,對于嬰兒、老人、殘疾人這些血量少、靜脈采集困難的人群,使其檢測更加方便;或者是非常珍貴稀少的樣本,使其多項指標檢測成為可能。

  (五)污染少

  由于微流控芯片的集成功能,原先在實驗室里需要人工完成的各項操作全部集成到芯片上自動完成,使人工操作時樣本對環境的污染降低到最低程度。例如在分子核酸類檢測中,無論是樣本本身,還是制備后準備用于檢測的核酸,均會對實驗室造成污染,氣溶膠的擴散使得后續樣本檢測容易出現假陽性。這也是為什么常規分子核酸類檢測需要至少在3個房間分別進行不同的操作。微流控技術的使用很好的解決了這一問題。

  正因為微流控具有以上幾個重要的優勢和優點,使其成為了POCT的首選。而我們判斷這類產品在市場上有沒有需求和競爭力,可以從這幾個方面上進行判斷。

微流控芯片五大優點及四大缺點分析

  微流控的四大缺點   (一)核心技術缺乏規范和標準

  一個成熟的微流控產品,往往需要配套使用的試劑,核心的微流控芯片,芯片驅動平臺,光電檢測模塊,信號處理模塊以及人機交互的軟件系統等等組件。對于一個成熟的產業鏈而言,一個復雜的產品的不同組件是由不同公司大規模的生產,然后有某個掌握一個或者幾個核心技術的公司組裝而成。這里最典型的代表就是智能手機。資金雄厚如蘋果公司,也沒法把諸如CPU,內存,屏幕等等所有組件的產業線全部掌握在自己手上。但是在微流控的產業化中,由于這個技術還不太成熟,產品缺乏相應的標準化和規范化,目前還沒法實現組件的通用化。這樣也就沒法形成上下游公司合作式的開發一個產品的模式。而微流控產品本身就是結合微機電加工、生命科學、化學合成、光學工程及電子工程等許多領域學科的新產品,技術要求高,開發周期較長。這也導致了,像諸如GeneXpert PCR分析儀這樣的具有突破性進展的產品,由于前期高昂的研發費用,到現在也沒能實現真正的盈利。

  (二)相關人才嚴重不足

  多學科交叉人才、企業研發人員、專業化市場人員嚴重不足;國內芯片人才特別是在企業從事產品開發的芯片技術人員極為缺乏。

  (三)目前生產成本高昂

  對于微流控免疫分析芯片來說,其面臨的最大問題是分析芯片都是一次性使用,不能充分發揮微流控分析平臺可多次使用的優點,導致檢測成本升高,在目前加工條件下,一塊供研究用的標準玻璃芯片價值可能在幾十到上百美元之間。

  (四)技術平臺的難題

  比如抗體的固定。非均相免疫分析是將抗原或抗體固定在固相載體表面,通過特異性免疫反應,將所需的抗體或抗原結合在固相載體表面形成抗原抗體復合物,通過簡單的清洗即可實現抗原抗體復合物與游離抗原抗體的分離。因此,如何將抗體固定在微通道的表面成為非均相微流控免疫分析芯片的一個關鍵問題。有很多方法可以將抗體固定在通道表面,包括通道壁對抗體的直接吸附、共價結合在基底面形成活性功能基團、微接觸印刷等技術。抗體等生物分子可以通過疏水作用直接吸附在疏水性微通道的表面,但是可能引起抗體的構相改變而導致活性降低。同時對微通道表面的封閉是非常重要的,通過封閉限制蛋白和小分子物質的非特異結合,這些非特異結合會影響分析效率。蛋白質的非特異性結合和抗體的變性使免疫分析的靈敏度大大降低,因此對于微流控免疫分析芯片系統,比特幣 M幣 歐,采用合理的方法交聯抗體顯得非常重要。