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小芯片玩转实验室检测大乾坤

导读: 利用微流体芯片技术,将大量微管道、微反应器以及反应试剂集成为一个芯片,以最快的速度完成一般实验室所进行的生化分析。

  据英国《卫报》报道,实验室芯片(Lab-on-a-Chip)是近年来生物医学领域实验科学的一个重要理念,是生物芯片的一种,它是在硅或玻璃材质的基质上,利用微流体芯片技术,将大量微管道(相当于普通实验室的滴管、烧杯、试管等)、微反应器以及反应试剂集成为一个芯片,以最快的速度完成一般实验设备所进行的生化分析。

  目前,实验室芯片已用于高效能的筛检系统中,在DNA测序、基因制药、药效模拟及诊断分析上也极具发展潜力。

  “一站式”芯片方便快捷

  目前,当医生对病人进行诊断时,一般步骤是先用针扎入病人的身体,抽取几试管血;再给试管贴上标签,将其包好并送到医院的中央实验室内。随后,技术人员会取出血液,完成需要进行的各种各样的生物化学分析实验,写下结果,几周或更长时间后给病人提供一份报告。

  这个过程进行得太慢,耗时太长,就好比以前人们购买东西,都需要东奔西走,到各个不同的地方采购所需要的商品,耗时又耗力。有鉴于此,精明的商家建立了很多“一站式”购物广场,将人们的基本所需集中在一起,免去了人们的奔波劳碌之苦,“一站式”购物广场也受到人们的欢迎,在各地鳞次栉比地出现。

  那么,人们能否借鉴这种“一站式”购物的概念,让医疗诊断所需要的很多试验和分析在一块芯片上完成呢?最终,医生只需要病人的一滴血就能测出其体内是否有病毒或是否罹患癌症,而病人只需要在医生的手术室外等几分钟就可。实验室芯片应运而生。

  速效测试并非新潮想法。比如,妊娠试验在家里就能完成;糖尿病患者也能通过使用一滴血来方便地测量其血糖浓度,但是,复杂的诊断仍然需要在实验室进行,而且需要技术人员参与。

  英国纳米技术研究所的首席执行官马克•莫里森表示:“芯片实验室能快速地进行诊断、分析并很快提供实验结果。当某人罹患某种疾病急需尽快治疗时,这一点尤其有用。简单来说,芯片实验室就是有效地将诊断试验室工作人员或技术人员的工作微型化、集成化,以提高效率、节省时间。”

  如果科学家们想知道血液样本中含有什么病毒,或者受伤战士血管中出现的不明化合物源于何种生物武器,只需要将一滴血滴在实验室芯片的一端,随后,芯片上经过精心布局的、精雕细琢的、功能各异的微管道会让组成血液的各个分子通过一系列纳米大小的化学和物理测试电路,对这些成分进行分析并给出结果。比如,英国阿尔伯塔大学的科学家们研制出的一款芯片可以揪出可能诱发很多癌症的染色体突变。

  “跨界明星”用途广泛

  这种实验室芯片可谓跨界明星,集纳米技术、生物技术以及微电子技术之大成,而且,它也并非只能用于医学,有科学家研发出这种芯片用于对污染物进行环境监测。同时,它也越来越多地应用于基础科学研究中,让曾经令人觉得枯燥乏味且冗长的基因检测或新材料的性能测试等工作变得更加方便快捷。

 

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