微流控芯片檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展概況
微流控芯片技術(shù)是以MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)為依托的一門新技術(shù)。它將微溝道、微儲(chǔ)液池、微反應(yīng)器等微結(jié)構(gòu)集成在一塊很小的芯片上,以可控流體貫穿系統(tǒng),進(jìn)行試樣的分離、檢測(cè)等,實(shí)現(xiàn)常規(guī)化學(xué)或生物實(shí)驗(yàn)室的功能,又稱為芯片實(shí)驗(yàn)室。它具有高效、快速的特點(diǎn),試樣損耗量極小,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、順應(yīng)了分析儀器微型化、集成化、便攜化的方向。2006年7月,Nature雜志專門推出芯片實(shí)驗(yàn)室專輯,稱其可能成為“這一世紀(jì)的技術(shù)”。目前其應(yīng)用已涉及生物醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生檢疫、司法鑒定、化學(xué)定量分析等眾多領(lǐng)域,顯示出了發(fā)展的巨大活力。
對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)分析是微流控芯片最重要的功能之一,因此檢測(cè)系統(tǒng)成為微流控芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,影響整個(gè)系統(tǒng)的檢出限、檢測(cè)速度、使用范圍以及樣品等指標(biāo),一直是研究熱門。其中紫外-可見吸收光度檢測(cè)對(duì)占物質(zhì)總量80%的物質(zhì)都有吸收響應(yīng),適用范圍廣泛。其他方法相比,紫外-可見吸收光度檢測(cè)不需要添加額外試劑,可以直接進(jìn)行測(cè)量,可信度高,操作簡(jiǎn)單;同時(shí)他還是一種非破壞性檢測(cè),能與其他檢測(cè)器,如質(zhì)譜儀聯(lián)用。目前的微流控芯片紫外檢測(cè)系統(tǒng)靈敏度相對(duì)較低,還存在體積較大,造價(jià)較高等缺點(diǎn),不利于推廣應(yīng)用。因此,有必要研制一套體積小,靈敏度高,便攜性好,成本低,易于使用的檢測(cè)系統(tǒng)。
微流控芯片檢測(cè)系統(tǒng)大致包括熒光檢測(cè),吸收光度檢測(cè),電化學(xué)檢測(cè),質(zhì)譜檢測(cè)等幾類。熒光檢測(cè)多采用激光誘導(dǎo)熒光法,具有極高的靈敏度,對(duì)某些熒光效率高的物質(zhì)甚至可達(dá)到單分子檢測(cè),但檢測(cè)系統(tǒng)體積龐大,且受激發(fā)光源波長(zhǎng)及熒光試劑的限制。熒光標(biāo)記可能造成分析物質(zhì)化學(xué)活性改變,影響結(jié)果可信度。吸收光度檢測(cè)具有可測(cè)定物質(zhì)種類多,無需標(biāo)記,儀器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但由于溝道檢測(cè)體積小、吸收光程短等,導(dǎo)致系統(tǒng)靈敏度相對(duì)較低?;瘜W(xué)發(fā)光檢測(cè)器通過檢測(cè)特殊化學(xué)反應(yīng)中發(fā)光的強(qiáng)度來檢測(cè)被測(cè)物質(zhì),不需要光源,設(shè)備較為簡(jiǎn)單,但要求檢測(cè)池有特殊設(shè)計(jì),能使發(fā)光試劑與待檢測(cè)物質(zhì)充分混合、反應(yīng)、且反應(yīng)不應(yīng)有氣體產(chǎn)生。電化學(xué)檢測(cè)通過電極將溶液中待測(cè)物的化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)組分的檢測(cè),體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,不足是在外加分離電壓的情況下,管道中的電流會(huì)對(duì)檢測(cè)電極產(chǎn)生干擾,且檢測(cè)重復(fù)性不好。質(zhì)譜檢測(cè)器是現(xiàn)代生化分析的重要檢測(cè)技術(shù),檢測(cè)限高,可達(dá)10-12mol/L左右,峰型號(hào),便于信號(hào)重組,但檢測(cè)器體積過于龐大,價(jià)格昂貴。
由于微流控芯片檢測(cè)系統(tǒng)的不斷進(jìn)步,其在細(xì)胞研究、蛋白質(zhì)研究、離子和小分子研究、核酸研究等領(lǐng)域已經(jīng)有了眾多應(yīng)用報(bào)道。經(jīng)過短短十幾年的發(fā)展,微流控芯片已經(jīng)逐步開始走向市場(chǎng)。美國(guó)Agilent公司推出了首臺(tái)微流控芯片商品化儀器-Agilent 2100 Bioanalyzer,使用玻璃芯片進(jìn)行電泳分離、激光誘導(dǎo)熒光(LIF)檢測(cè),可完成包括不同堿基對(duì)長(zhǎng)度范圍的DNA、RNA片段及蛋白質(zhì)等的分析。我國(guó)生產(chǎn)了CL4010微流控芯片分析儀,使用PDMS芯片進(jìn)行電泳分離、紫外光吸收光度檢測(cè),Ma等對(duì)其檢測(cè)效果進(jìn)行了報(bào)道。
標(biāo)簽:   微流控 微流控芯片
