微流控芯片檢測系統(tǒng)發(fā)展概況
微流控芯片技術(shù)是以MEMS(微機電系統(tǒng))技術(shù)為依托的一門新技術(shù)。它將微溝道、微儲液池、微反應器等微結(jié)構(gòu)集成在一塊很小的芯片上,以可控流體貫穿系統(tǒng),進行試樣的分離、檢測等,實現(xiàn)常規(guī)化學或生物實驗室的功能,又稱為芯片實驗室。它具有高效、快速的特點,試樣損耗量極小,易于實現(xiàn)自動化、順應了分析儀器微型化、集成化、便攜化的方向。2006年7月,Nature雜志專門推出芯片實驗室專輯,稱其可能成為“這一世紀的技術(shù)”。目前其應用已涉及生物醫(yī)學、衛(wèi)生檢疫、司法鑒定、化學定量分析等眾多領(lǐng)域,顯示出了發(fā)展的巨大活力。
對試樣進行檢測分析是微流控芯片最重要的功能之一,因此檢測系統(tǒng)成為微流控芯片系統(tǒng)設計的關(guān)鍵,影響整個系統(tǒng)的檢出限、檢測速度、使用范圍以及樣品等指標,一直是研究熱門。其中紫外-可見吸收光度檢測對占物質(zhì)總量80%的物質(zhì)都有吸收響應,適用范圍廣泛。其他方法相比,紫外-可見吸收光度檢測不需要添加額外試劑,可以直接進行測量,可信度高,操作簡單;同時他還是一種非破壞性檢測,能與其他檢測器,如質(zhì)譜儀聯(lián)用。目前的微流控芯片紫外檢測系統(tǒng)靈敏度相對較低,還存在體積較大,造價較高等缺點,不利于推廣應用。因此,有必要研制一套體積小,靈敏度高,便攜性好,成本低,易于使用的檢測系統(tǒng)。
微流控芯片檢測系統(tǒng)大致包括熒光檢測,吸收光度檢測,電化學檢測,質(zhì)譜檢測等幾類。熒光檢測多采用激光誘導熒光法,具有極高的靈敏度,對某些熒光效率高的物質(zhì)甚至可達到單分子檢測,但檢測系統(tǒng)體積龐大,且受激發(fā)光源波長及熒光試劑的限制。熒光標記可能造成分析物質(zhì)化學活性改變,影響結(jié)果可信度。吸收光度檢測具有可測定物質(zhì)種類多,無需標記,儀器結(jié)構(gòu)較簡單等優(yōu)點,但由于溝道檢測體積小、吸收光程短等,導致系統(tǒng)靈敏度相對較低。化學發(fā)光檢測器通過檢測特殊化學反應中發(fā)光的強度來檢測被測物質(zhì),不需要光源,設備較為簡單,但要求檢測池有特殊設計,能使發(fā)光試劑與待檢測物質(zhì)充分混合、反應、且反應不應有氣體產(chǎn)生。電化學檢測通過電極將溶液中待測物的化學信號轉(zhuǎn)變成電信號以實現(xiàn)對待測組分的檢測,體積小,結(jié)構(gòu)簡單,成本低,不足是在外加分離電壓的情況下,管道中的電流會對檢測電極產(chǎn)生干擾,且檢測重復性不好。質(zhì)譜檢測器是現(xiàn)代生化分析的重要檢測技術(shù),檢測限高,可達10-12mol/L左右,峰型號,便于信號重組,但檢測器體積過于龐大,價格昂貴。
由于微流控芯片檢測系統(tǒng)的不斷進步,其在細胞研究、蛋白質(zhì)研究、離子和小分子研究、核酸研究等領(lǐng)域已經(jīng)有了眾多應用報道。經(jīng)過短短十幾年的發(fā)展,微流控芯片已經(jīng)逐步開始走向市場。美國Agilent公司推出了首臺微流控芯片商品化儀器-Agilent 2100 Bioanalyzer,使用玻璃芯片進行電泳分離、激光誘導熒光(LIF)檢測,可完成包括不同堿基對長度范圍的DNA、RNA片段及蛋白質(zhì)等的分析。我國生產(chǎn)了CL4010微流控芯片分析儀,使用PDMS芯片進行電泳分離、紫外光吸收光度檢測,Ma等對其檢測效果進行了報道。
標簽:   微流控 微流控芯片