一塊微小的芯片，也許有望改善“看病難、排隊(duì)久”的難題。“微流控芯片又被稱為‘芯片上的實(shí)驗(yàn)室’，它的目標(biāo)是將醫(yī)學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)室完整復(fù)制到一塊微小的芯片上。”近日，中科院深圳先進(jìn)院楊慧博士告訴記者。利用微流控技術(shù)，團(tuán)隊(duì)已在早期診斷、精準(zhǔn)醫(yī)療、儀器開發(fā)等方面取得進(jìn)展。

微流控芯片

將實(shí)驗(yàn)室縮小到幾平方厘米

國家科技部《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》明確將“芯片上的實(shí)驗(yàn)室”列為應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展的顛覆性技術(shù)之一。

這種技術(shù)是將以往在大型實(shí)驗(yàn)室里才能完成的實(shí)驗(yàn)，例如生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、分離、反應(yīng)、檢測等基本操作單元，集成到一塊微型的芯片上，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白、酶、核酸等成分的快速準(zhǔn)確檢測、分析、分選與操控。

據(jù)楊慧介紹，在一塊幾平方厘米的芯片內(nèi)，設(shè)置了不同的可供流體通行的通道，用以完成不同的生物或化學(xué)反應(yīng)過程。當(dāng)需要檢測的物質(zhì)流過某一區(qū)域時(shí)，受到光的照射，這些物質(zhì)可以自發(fā)或者與其它特定物質(zhì)結(jié)合發(fā)出熒光。這些熒光可以通過光學(xué)相機(jī)等傳感器進(jìn)行讀取，從而得知流體通道中需要檢測的物質(zhì)種類與含量。

“好比二十年前血糖檢測還需要在醫(yī)院完成，現(xiàn)在自己在家用小試紙就能測了，”楊慧說，“微流控芯片的終極目標(biāo)是對(duì)整個(gè)醫(yī)療檢測體系進(jìn)行創(chuàng)新，讓病人可以監(jiān)測自己的健康水平。”

生物醫(yī)學(xué)微系統(tǒng)與納米器件

助力體外檢測與早期篩查

據(jù)悉，楊慧團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)之一是生物醫(yī)學(xué)的體外檢測。

“將人體自身循環(huán)系統(tǒng)中的體液，尤其是血液，提取出來后，就能對(duì)體液環(huán)境中存在的許多物質(zhì)進(jìn)行分析。而這些物質(zhì)的狀態(tài)及含量反映了人體當(dāng)時(shí)的基本健康狀況。”楊慧表示，這對(duì)于疾病的早期檢測具有重要意義。

比如臨床醫(yī)生判斷發(fā)熱患者是細(xì)菌性感染還是病毒性感染，會(huì)檢測患者體內(nèi)的兩種蛋白含量。目前，醫(yī)院的檢測在毫克每毫升、微克每毫升級(jí)別，而楊慧團(tuán)隊(duì)將其檢測精度提高了10的3次方到6次方數(shù)量級(jí)，達(dá)到納克甚至飛克每毫升級(jí)別。

楊慧（中間）與團(tuán)隊(duì)

“在目標(biāo)物質(zhì)含量極低時(shí)便能檢測出來，意味著疾病在更早期的時(shí)候就能被發(fā)現(xiàn)。”楊慧表示。未來團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)研發(fā)重大疾病如腫瘤、不可逆疾病如老年癡呆等的疾病標(biāo)志物。