離心式微流控芯片核酸檢測儀的技術(shù)
微流控芯片技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要前沿方向,具有高通量、多靶點(diǎn)、快速、精準(zhǔn)、操作簡便等特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)、醫(yī)藥、免疫等領(lǐng)域。
科學(xué)儀器的源頭是分析化學(xué)專業(yè),但其更多的應(yīng)用在生物醫(yī)藥以及診療等領(lǐng)域。近年來,“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”概念的出現(xiàn),更是急切呼喚創(chuàng)新分析測量技術(shù)與儀器?!熬珳?zhǔn)醫(yī)學(xué)”的最核心的部分是“精準(zhǔn)的診斷”,這也是新藥研發(fā)及提出新興治療方案的前提。作為生物醫(yī)療領(lǐng)域的前端,像現(xiàn)在非常熱門的靶向診療(診療一體化),要求首先在診斷層面明確知道是什么原因?qū)е录膊〉陌l(fā)生。無論是常見病癥還是癌癥,都需要微流控這樣的技術(shù)出現(xiàn)。
從宏觀的層面來講,無論是蛋白質(zhì)水平相關(guān)儀器,還是核酸水平相關(guān)儀器,國產(chǎn)醫(yī)療器械市場占有率還很低。上海三甲醫(yī)院,很多都在使用羅氏、雅培、西門子的設(shè)備。即便在生化水平,即小分子的診斷設(shè)備,國內(nèi)雖有很多公司在做,但是與世界上先進(jìn)設(shè)備相比,仍有很大的差距。
從學(xué)科角度來講,微流控技術(shù)衍生于分析化學(xué),而無論從學(xué)科知識(shí)的構(gòu)成,還是人才培養(yǎng),都是多種相關(guān)學(xué)科交叉的結(jié)果。儀器的產(chǎn)業(yè)化是一個(gè)系統(tǒng)工程,要集聚非常多的交叉學(xué)科的人才,單純依靠分析化學(xué)或者微流控技術(shù),都不能完成一臺(tái)整體的集成化設(shè)備的制造。因?yàn)檫@還涉及到軟、硬件支持,材料學(xué),多種加工工藝,以及越來越多的新技術(shù)(如3D打印等技術(shù))。此外,還要有生物醫(yī)學(xué)、創(chuàng)新診斷方法學(xué)等多方面的共同結(jié)合。
作為高校,要集聚這么多人才進(jìn)行同一個(gè)項(xiàng)目,非常困難。因此,國家也在鼓勵(lì)創(chuàng)業(yè)平臺(tái),將不同領(lǐng)域的專業(yè)人才聚集起來,共同進(jìn)行儀器的研發(fā)生產(chǎn)。
蘇州汶顥離心式微流控芯片
目前,微流控技術(shù),尤其是微流控領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化還有很多問題,主要包括以下幾個(gè)方面:
首先涉及到的很多器件,如光學(xué)器件、光電轉(zhuǎn)換器件等,大部分性能很好的器件多來自美國、日本等國家。因此不單是整機(jī)的技術(shù)缺乏,上游的零部件技術(shù)也很缺乏。從整體來講,現(xiàn)狀是蛋白質(zhì)、核酸檢測的二類醫(yī)療器械,無論是化學(xué)發(fā)光還是電化學(xué)發(fā)光設(shè)備,大部分是羅氏、梅里埃等公司的。
“上游多,下游少”是指在研究過程中,大部分研究者做的是上游方法學(xué)的研究,雖然很前沿,反映了這個(gè)學(xué)科發(fā)展最新的聚焦點(diǎn),但是往下延伸的比較少。很多微流控方向的研究生,發(fā)了很多SCI文章,之后就不了了之了。
研究人員可以做方法,做技術(shù),甚至可以搭一個(gè)裝置,但是沒有辦法定型,也沒有辦法做質(zhì)控的標(biāo)準(zhǔn)。比如從計(jì)量的角度,這個(gè)產(chǎn)品怎么檢驗(yàn)?怎么能達(dá)標(biāo)?企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),甚至國家標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)全面缺乏。當(dāng)然這不是一家單位就能做的,需要行業(yè)內(nèi)多家單位協(xié)同完成。
早些時(shí)候,很多實(shí)驗(yàn)室可以自行搭一臺(tái)裝置。例如最早在實(shí)驗(yàn)室做微流控,用數(shù)字化的光譜儀、光纖和光電檢測器件組裝而成。但是,這不是一臺(tái)完整的儀器,因?yàn)闊o法在同一個(gè)軟件中發(fā)送指令進(jìn)行信號(hào)提取、信號(hào)處理和出具結(jié)果等等,這和儀器是有距離的。
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