微流控芯片實(shí)驗(yàn)室的要素及功能
微流控芯片實(shí)驗(yàn)室又稱(chēng)為芯片實(shí)驗(yàn)室或微流控芯片,是指把生物和化學(xué)等領(lǐng)域中所涉及的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成或基本集成到一塊幾平方厘米(甚至更?。┑男酒?,由微通道形成網(wǎng)絡(luò),以可控流體貫穿整個(gè)系統(tǒng),用以取代常規(guī)生物或化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的各種功能的一種技術(shù)。而在當(dāng)今的學(xué)術(shù)刊物中,微全分析系統(tǒng)和微流控芯片指的是同一概念。
1995年,世界上首家從事芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的公司成立;直到2002年“微流控大規(guī)模集成芯片”為主體的文章的發(fā)表,顯示芯片由簡(jiǎn)單的電泳分離到大規(guī)模多功能集成實(shí)驗(yàn)室的飛躍。至此,微流控芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)已被公認(rèn)為是21世紀(jì)最為重要的前沿技術(shù)之一。
微流控芯片實(shí)驗(yàn)室要素
每一個(gè)芯片實(shí)驗(yàn)室都將被賦予一定的功能,因此形成功能芯片系統(tǒng)。這種功能,除了少數(shù)是通用性之外,大都帶有專(zhuān)一性。按照目前的理解,功能化芯片系統(tǒng)大體包含三個(gè)部分:一是芯片;二是信號(hào)的檢測(cè)收集裝置;三是包含有實(shí)現(xiàn)芯片功能化方法和材料的試劑盒。
芯片本身涉及到兩個(gè)方面,一是尺寸;二是材料?,F(xiàn)在典型的芯片約為幾個(gè)平方厘米,一般的通常尺寸50μm寬,10μm深,長(zhǎng)度約為5cm,總體積較一般電泳毛細(xì)管小一個(gè)數(shù)量級(jí)左右。可用于芯片的材料很多,最常見(jiàn)的是玻璃、石英和各種塑料。
由于芯片實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的信號(hào)需要被檢測(cè),目前最常用的檢測(cè)手段是激光誘導(dǎo)熒光,此外還有電化學(xué)、質(zhì)譜、紫外、化學(xué)發(fā)光和傳感器等。
功能化試劑盒是各種專(zhuān)一性芯片實(shí)驗(yàn)室的特征性組成部分,可將它寓于各種應(yīng)用之中。
微流控芯片實(shí)驗(yàn)室的功能
微流控芯片實(shí)驗(yàn)室自開(kāi)始之初就在DNA領(lǐng)域顯示其極強(qiáng)的功能,涉及到遺傳學(xué)診斷、法醫(yī)學(xué)基因分型和測(cè)序等方面。微流控芯片實(shí)驗(yàn)室的另一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是蛋白質(zhì),除了蛋白質(zhì)外,對(duì)更為復(fù)雜的糖蛋白的芯片測(cè)定也已開(kāi)始,用電泳技術(shù)結(jié)合蛋白酶和糖苷酶對(duì)蛋白質(zhì)的處理。除了開(kāi)展核酸、蛋白質(zhì)的分析外,芯片實(shí)驗(yàn)室已被廣泛用于其他化合物的研究,特別是小分子藥物。
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