微流控芯片检测技术_微流控芯片是否有前景

　　微流控芯片检测技术

　　微流控芯片检测器的性能要求检测是微流控芯片里相对特殊的一一个 *** 作单元，它的基本功能是用于捕捉并放大微流控芯片某一部分产生的信号。与传统的仪器分析系统相比，微流控芯片分析系统对检测器有一些特殊的要求：

　　1.更高的灵敏度和信噪比

　　在微流控芯片分析过程中，被检测物质的进样体积小，检测区域也非常小，因此要求检测器具有更高的灵敏度和信噪比。

　　2.更快的响应速度

　　由于芯片通道一般较短 ，很多微反应与微混合会在很短时间内完成，因此要求检测器有很快的响应速度。

　　3.特殊的结构

　　考虑到检测器要与芯片的微通道尺度相匹配，并使得总体分析系统微型化，微流控芯片检测器还应该具备特殊的结构以适应于芯片耦合，达到集成化要求。

　　4.体积小成本低

　　微流控检测器的功能与分类：

　　微流控芯片检测器一般按其检测原理进行分类。基于不同的检测原理大致可以分为光学检测器、电化学检测器、质谱检测器、核磁共振检测器等。其中光学检测器是通过检测光的各种参量来确定生化样品的各项指标，它在微流控芯片的信号检测系统中应用最为广泛。

　　光谱仪（ Spectroscope）是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成 ，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。阳光中的七色光是肉眼能分的部分（可见光） ，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。

　　电化学检测器：

　　以测量某-化学体系或试样的电响应为基础建立起来的一类分析方法。它把测定的对象构成-一个化学电池的组成部分， 通过测量电池的某些物理量，如电位、电流、电导或电量等，求得物质的含量或测定某些电化学性质。

　　微流控芯片是否有前景

　　微流控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。多名微流控领域的专家也将参加在上海举办的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。

　　微流控芯片发展趋势

　　1、基于液滴微流控的超高通量筛选技术将对新药研发、生物工程酶的改进、结构生物学研究起到关键的推进作用;

　　2、微流控芯片将成为单细胞分析的核心工具，促进单细胞基因组学、蛋白组学、代谢组学的发展，从单细胞层次揭示新的分子机制、信号传导和代谢通路;

　　3、以数字PCR芯片和循环肿瘤细胞CTC捕获芯片为代表的新型“液体活检”诊断工具，将可能突破当前癌症早期诊断和术后疗效评估存在的技术瓶颈，成为新的癌症诊断标准;

　　4、器官芯片和人体芯片技术的继续发展，可能在芯片上构建用于药物研究的仿生人体，从而显著降低当前新药研究成本和研发周期;

　　5、微流控芯片将在即时检验中扮演着越来越关键的作用，在传染病检测、环境监察、食品安全检测、农残检测、家用医疗仪器等方面具有强大的市场前景。