Small Methods:微流控芯片技术用于生物医学分析的研究进展与展望

随着全球人口的增长以及人们健康意识的增强,人类对健康相关的需求与日俱增。生物医学分析作为健康保障的重要组成部分,在健康监测、疾病早期诊断、药效评价、预后评估等方面发挥着十分重要的作用。现代生物医学分析已经向单分子/单细胞分析、高通量筛选以及微型化/集成化/自动化用于即时检验等方向发展,传统分析方法难以同时满足这些要求,迫切需要发展新的技术来推动生物医学的进一步发展。

微流控技术是一种用来操纵极微量液体(10-9~10-18 L)的新型技术手段,通过对芯片通道内微流体的精准操控,完成取样、预处理、反应、分离、检测等一系列分析过程,以实现分析设备的微型化、集成化和自动化,最终实现芯片化,即所谓的“芯片实验室”(Lab-on-a-chip)。基于微流控芯片的分析方法具有样品/试剂消耗量小、成本低、通量高、分析速度快、易于微型化等特点,被认为是下一代医疗诊断“颠覆性技术”,在生命科学、临床检验、药学、组织工程等方面具有广阔的应用前景。

近日,南方科技大学生物医学工程系微纳工程课题组在Wiley期刊Small Methods上发表综述文章,总结了微流控芯片技术在生物医学分析中的最新研究进展,包括引入新材料(如纳米材料)和新技术(如3D打印技术、表面修饰技术)来对蛋白质、核酸、小分子和单细胞进行高效分析,以及构建组织/器官芯片来模拟人体内器官的功能,并概述了微流控芯片技术在前沿生命科学研究、临床应用、环境监测、食品安全保障等领域中的应用。此外,还简要讨论了微流控芯片技术在临床转化和进一步应用中所面临的挑战以及相应的解决策略。相关论文以“Microfluidics for Biomedical Analysis”为题,在线发表在近期的Small Methods(DOI: 10.1002/smtd.201900451)上。