微流控诊断设备的广泛应用

凭借易操作，速度快，可靠性高且成本低廉的特点，微流控即时诊断工具吸引了一大批粉丝。微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。

微流控芯片技术已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。

微流控芯片内部具有不同大小的通道，储液器，试剂，泵和阀，传感器以及检测机制，可输出反应结果。LoC(Lab on chip)可以通过模制塑料或层压板制成，并可以大量生产。微流控诊断技术具有检测时间短并且检测通量高的优势，是可产生临床结果的低成本诊断测试。 以下是微流控诊断设备重要的五个应用。

1.传染病诊断

微流控盒测试套件是最重要的检测传染病的产品，试剂盒可在诊所和家庭中提供快速有效的诊断结果。POCT诊断工具将有助于控制社区内传染病的传播，提供及时的治疗并有效地管理患者。

GeneXpert产品已经发展成为世界上最先进的全自动分子诊断平台，它能够将样品制备，核酸扩增与检测完全整合到一个小小的检测试剂盒中，使得即使不具备专业技术的人员也可以进行复杂的分子检测，检测目标针对不同的疾病或病原菌，具有集成度高，检测范围全面，检测过程快捷，检测仪器灵活和测试过程安全的特点。

BioFire公司的FilmArray微流控芯片是目前已经成功商业化的微流控产品，该芯片采用多重PCR分析技术，在运行过程中，系统从未处理的样品中提取并纯化所有核酸。接下来，执行嵌套的多重PCR。在第一阶段，系统执行单个大体积的多重反应。最后，单独的单重第二阶段PCR反应检测出第一阶段PCR的产物，并且整个检测过程比传统PCR或RT-PCR方式要快得多，只需要大约一个小时的时间，非常适合于传染病的早期快速筛查。

2.自身免疫性疾病诊断

我们的身体会产生抗体来攻击和破坏细菌和病毒等物质。但是在自身免疫性疾病中，抗体会攻击并破坏人体组织而不是异物。这会导致类风湿关节炎，硬皮病和狼疮等疾病。这些健康问题还会影响结缔组织，例如皮肤和关节，血管和其他组织。

大学研究人员开发了一种体外使用光固定的自身抗原微阵列检测免疫系统疾病的方法。在他们的设备中，他们使用了微流控阵列，该阵列上有与聚合物和光反应性交联剂混合的自身抗原水溶液。在他们的测定中，将患者血清添加至微阵列板，通过过氧化物酶偶联的抗IgG抗体检测微点自身抗原上吸收的抗原特异性IgG。用敏感的CCD照相机检测被过氧化物酶分解的底物的化学发光强度。另外，该装置被包含微通道的聚二甲基硅氧烷片覆盖并且进行自动测量。这项技术尚未商业化，但有潜力成为POCT上易于使用的自身免疫检测工具。

3.癌症诊断

微流控平台目前正用于检测与乳腺癌相对应的基因突变，包括DNA和miRNA突变。由于其高通量和低时间要求，与传统的检测方法相比，这些平台能够在更短的时间内分析更多的样品量。目前已经开发出可分析血液中多种蛋白质的微流控芯片，以节省更多时间和资源。

量子点(QD)是用于增强样本图像分辨率的晶体材料。研究科学家报告说，他们已经开发出一种微流体芯片，可以在样品收集后的10分钟内对大量蛋白质进行采样。这种芯片可以与纳米粒子结合使用，从而在较短的测试时间内获得更高的分辨率。另一项研究是利用微流体芯片和QD来测量癌症生物标志物并检测与前列腺癌和乳腺癌有关的miRNA。

4.心血管疾病(CVD)诊断

研究人员，临床医生对及时准确地诊断这种疾病非常感兴趣。用于CVD生物标志物检测的大多数常规方法使用基于微孔板的免疫测定和聚合酶链反应。这种方法成本高，需要更多时间以获得结果，并且涉及复杂的实验室程序。

目前，已经开发了基于LoC的平台，用于使用各种基于分子和细胞的诊断生物标记物进行CVD生物标记物检测和分析。这些微流控平台不仅能够实现更好的样品制备，化学操作和反应，并具有高通量和便携性，而且由于整合了各种新颖的检测技术，还提供了诸如无标记检测以提高灵敏度。

美晶医疗的CellRichTM循环肿瘤细胞检测系统采用免疫纳米磁颗粒并结合先进的微流体芯片设计专利技术对微量细胞进行捕获和分析，是一种先进的循环肿瘤细胞检测与分析的新型液体活检平台。

5.性传播疾病(STD)诊断 如果不加以诊断和治疗，性传播疾病将导致很大的发病率和死亡率，包括出生缺陷和死产婴儿。随着对便携式STD测试的需求不断增加，许多企业正逐渐瞄准家用或诊所使用的微流控设备试图更快的诊断并发现疾病。

SelfDiagnostics将标准PCR(聚合酶链反应)实验室技术带到家庭用户中。PCR是大多数实验室和医生使用的主要诊断方法。SelfDiagnostics的产品在灵敏度和准确性上与实验室测试相同而免除了实验室检测的繁琐步骤和昂贵仪器的使用。STD-multiest是在专利分子诊断平台上基于NINAAT(非仪器核酸扩增)技术开发的。

测试直接检测病原体的遗传物质，只需取一小滴体液(尿、唾液或血液)，进行测试，几分钟内即可得到结果。SelfDiagnostics的技术发明是将细胞裂解、等温放大和简单的横向流动可视化结合起来，所有这些都与内部开发的新型微流控芯片相结合。这项技术已在全球获得7项专利。