這篇綜述文章概述了微流控在即時（POC）診斷中的應(yīng)用，重點關(guān)注病毒感染的快速診斷。引言定義了 POC 診斷，并強調(diào)了快速診斷病毒感染的重要性。討論了微流體在診斷中的歷史，以及與傳統(tǒng)診斷技術(shù)的比較。介紹了微流控的原理和微流控器件的基本組件。討論了微流控在診斷中的優(yōu)缺點，包括快速診斷、低樣本量要求以及與各種檢測技術(shù)的集成。重點介紹了用于病毒感染的微流控診斷設(shè)備的例子，包括商業(yè)和基于研究的。還探討了病毒感染的傳感技術(shù)，以及該領(lǐng)域的最新發(fā)展。此外，還描述了微流體裝置中使用的材料和制造技術(shù)。還討論了材料和制造技術(shù)的最新進展。微流控診斷傳感器開發(fā)中的挑戰(zhàn)也得到了解決。

POC診斷旨在提高實驗室檢測的可及性和速度，增強治療決策，并改善患者的治療結(jié)果。然而，將這些設(shè)備與有效的管理系統(tǒng)集成對于它們對患者護理的影響至關(guān)重要。POC 測試計劃的成功取決于特定測試、正在治療的疾病和測試環(huán)境等因素。針對該領(lǐng)域挑戰(zhàn)的擬議解決方案尚未得到廣泛實施或評估，強調(diào)需要進一步研究以優(yōu)化 POC 測試在患者護理中的使用。POC 診斷可快速獲得結(jié)果，無需將樣品送到實驗室并減少等待時間。測試開始，醫(yī)療保健提供者或患者立即獲得結(jié)果。雖然這樣可以節(jié)省時間，但重要的是要優(yōu)先考慮準確性和可靠性以及速度。

例如，呼吸道病毒作為初級保健和醫(yī)院環(huán)境中上呼吸道和下呼吸道感染的主要原因或觸發(fā)因素的重要性已引起人們的極大關(guān)注。這些感染對全球健康產(chǎn)生重大影響，導(dǎo)致相當大的發(fā)病率和死亡率。鑒于病毒性呼吸道感染的臨床癥狀可能相似，通過實驗室檢測確認特定病原體的存在至關(guān)重要。傳統(tǒng)的檢測方法已得到顯著改進，靶向抗病毒治療的開發(fā)需要及時識別潛在的病毒病原體。隨著技術(shù)的不斷進步，預(yù)計 POC 診斷的性能將進一步提高。然而，需要來自精心設(shè)計的臨床試驗的進一步證據(jù)，以確定將 POC 診斷納入急性呼吸系統(tǒng)疾病患者管理的臨床和財務(wù)影響。

快速病毒感染診斷因其對患者管理、治療結(jié)果和公共衛(wèi)生的重大影響而具有極其重要的意義。及時準確地識別病毒感染具有多種重要目的。

首先，快速診斷允許早期干預(yù)和治療開始。某些病毒感染，如流感或呼吸道合胞病毒，如果不及時診斷，會迅速進展并導(dǎo)致嚴重的并發(fā)癥?？焖僭\斷使醫(yī)療保健提供者能夠及時給予適當?shù)目共《舅幬锘驅(qū)嵤┍匾闹С中宰o理措施，從而降低并發(fā)癥的風(fēng)險并改善患者的預(yù)后。其次，快速診斷病毒感染在感染控制和預(yù)防中起著至關(guān)重要的作用。通過迅速識別感染者，醫(yī)護人員可以及時實施隔離和檢疫措施，從而最大限度地降低傳播給他人的風(fēng)險。這對于像SARS-CoV-2這樣的高傳染性病毒來說尤為重要，在這些病毒中，快速識別和隔離對于有效控制疫情至關(guān)重要。

第三，快速診斷優(yōu)化了醫(yī)療機構(gòu)的資源配置。通過及時識別病毒感染，醫(yī)療保健提供者可以優(yōu)先考慮并將醫(yī)院病床、個人防護設(shè)備和抗病毒藥物等資源分配給有需要的人。這有助于簡化資源利用率，尤其是在需求增加或爆發(fā)期間。此外，快速的病毒感染診斷有助于強有力的公共衛(wèi)生監(jiān)測。病毒感染的實時檢測和報告使公共衛(wèi)生當局能夠監(jiān)測疾病趨勢，實施有針對性的預(yù)防措施，并制定適當?shù)母深A(yù)措施。這些最新數(shù)據(jù)有助于做出明智的決策、資源規(guī)劃和有效的疫情管理策略。

微流體在診斷中的歷史可以追溯到 1980 年代末和 1990 年代初，當時人們對流體系統(tǒng)小型化的興趣日益濃厚。微納加工技術(shù)的發(fā)展，包括光刻和軟光刻，在創(chuàng)建微尺度通道和結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。最初，微流控設(shè)備主要用于分析化學(xué)和化學(xué)合成。然而，研究人員很快認識到它們在診斷方面的巨大潛力。處理少量液體和在微通道內(nèi)精確操作樣品的能力為快速高效的診斷測試開辟了新的可能性。

微流控在診斷學(xué)歷史上的一個重要里程碑是芯片實驗室（LOC）平臺的引入。在 1990 年代后期，George M. Whitesides 和 Stephen R. Quake 等研究人員展示了將樣品制備、分離和檢測等多種分析功能集成到單個微流控芯片上。這一概念通過為診斷分析提供緊湊便攜的平臺，徹底改變了該領(lǐng)域。

隨著時間的推移，微流體技術(shù)已被廣泛探索用于各種診斷應(yīng)用，包括傳染病檢測、癌癥診斷、遺傳分析和 POC 檢測。研究人員開發(fā)了利用不同檢測原理的創(chuàng)新微流控設(shè)備和系統(tǒng)，例如核酸擴增技術(shù)、免疫測定、電化學(xué)傳感和光學(xué)檢測方法。微流控技術(shù)的進步也使得在單個微流控平臺中集成了其他功能，例如樣品預(yù)處理、細胞分選和單細胞分析。這些發(fā)展促進了高靈敏度和特異性的診斷分析，減少了樣品量，縮短了分析時間，提高了準確性。微流體在診斷方面的進步得到了材料、制造技術(shù)、檢測技術(shù)和系統(tǒng)集成的進步的支持。工程師、生物學(xué)家、化學(xué)家和臨床醫(yī)生之間的合作在將微流體診斷設(shè)備從研究實驗室轉(zhuǎn)化為商業(yè)應(yīng)用方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

今天，微流控在診斷研究和開發(fā)中仍然是一個充滿活力且快速發(fā)展的領(lǐng)域。目前的工作重點是解決與可擴展性、標準化和商業(yè)化相關(guān)的挑戰(zhàn)，以進一步加強基于微流體的診斷在臨床環(huán)境中的采用。微流控技術(shù)的不斷發(fā)展在提高診斷能力、改善醫(yī)療保健結(jié)果和塑造個性化醫(yī)療的未來方面具有巨大的潛力。

在這篇綜述中，我們討論了微流控在POC診斷中的重要作用，傳感技術(shù)對病毒感染的重要性，以及微流控器件材料和制造技術(shù)的進步。微流體的集成徹底改變了 POC 診斷，可以直接在患者所在地進行快速準確的測試。專為病毒感染設(shè)計的傳感技術(shù)極大地改善了這些疾病的檢測和管理。此外，新材料和制造技術(shù)的發(fā)展使得創(chuàng)造具有增強功能的復(fù)雜微流體設(shè)備成為可能。這些進步在改變 POC 診斷方面具有巨大潛力，為及時的疾病診斷和監(jiān)測提供便攜、用戶友好且具有成本效益的解決方案。微流體、傳感技術(shù)和創(chuàng)新制造方法的融合為醫(yī)療保健結(jié)果的重大進步和有效應(yīng)對全球健康挑戰(zhàn)鋪平了道路。

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