一塊(kuai)(kuai)微(wei)小(xiao)的(de)芯片(pian)，也許有望(wang)改(gai)善(shan)“看病難(nan)(nan)、排隊久”的(de)難(nan)(nan)題。“微(wei)流控(kong)芯片(pian)又(you)被稱為‘芯片(pian)上的(de)實(shi)驗室’，它的(de)目(mu)標是將醫學檢測實(shi)驗室完整(zheng)復制(zhi)到一塊(kuai)(kuai)微(wei)小(xiao)的(de)芯片(pian)上。”近日，中科院深圳先進院楊(yang)慧博士告訴記者。利用微(wei)流控(kong)技(ji)術，團隊已在早期(qi)診斷、精準醫療、儀器開發等方面取(qu)得進展。

將實驗室縮小到幾平方厘米

國家科技(ji)(ji)部《“十三五”生物技(ji)(ji)術(shu)創新專(zhuan)項規劃》明確(que)將(jiang)“芯片上(shang)的實驗(yan)室(shi)”列為(wei)應重點發展的顛覆(fu)性技(ji)(ji)術(shu)之一。

這種(zhong)技術(shu)是將(jiang)以往在大型實驗室里才能完成的(de)實驗，例如生物、化學、醫學分(fen)(fen)(fen)析過程的(de)樣品制備、分(fen)(fen)(fen)離、反應、檢測(ce)等基本操作單元(yuan)，集(ji)成到(dao)一塊微型的(de)芯片上(shang)，實現(xian)對細胞、蛋白、酶、核酸等成分(fen)(fen)(fen)的(de)快速準確檢測(ce)、分(fen)(fen)(fen)析、分(fen)(fen)(fen)選與操控。

據楊慧介紹，在一塊幾平方厘米的(de)(de)(de)芯片(pian)內，設置了不同的(de)(de)(de)可(ke)供流體通(tong)行(xing)的(de)(de)(de)通(tong)道，用以(yi)完成不同的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)或(huo)化(hua)學反應過程。當需要檢測(ce)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)流過某(mou)一區域時，受到光(guang)的(de)(de)(de)照射，這(zhe)些(xie)物(wu)(wu)質(zhi)可(ke)以(yi)自發或(huo)者(zhe)與其它特定物(wu)(wu)質(zhi)結合發出熒光(guang)。這(zhe)些(xie)熒光(guang)可(ke)以(yi)通(tong)過光(guang)學相機(ji)等傳感(gan)器(qi)進行(xing)讀取，從而得知(zhi)流體通(tong)道中需要檢測(ce)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)種(zhong)類(lei)與含量。

“好比二十(shi)年(nian)前血糖檢(jian)測(ce)(ce)還(huan)需要在醫院完成，現在自己(ji)在家用小(xiao)試紙(zhi)就(jiu)能測(ce)(ce)了，”楊(yang)慧說，“微流控芯片的(de)終(zhong)極(ji)目(mu)標是(shi)對整個醫療檢(jian)測(ce)(ce)體(ti)系進行(xing)創新(xin)，讓(rang)病人可(ke)以監測(ce)(ce)自己(ji)的(de)健(jian)康水平(ping)。”

助力體外檢測與早期篩查

據悉，楊(yang)慧團(tuan)隊的研究重點之(zhi)一是生物醫(yi)學的體外檢(jian)測。

“將人體(ti)自身(shen)循環系統中的(de)體(ti)液(ye)，尤其是血(xue)液(ye)，提取(qu)出來后，就能對(dui)體(ti)液(ye)環境(jing)中存(cun)在的(de)許多物質(zhi)進(jin)行分析。而(er)這(zhe)些物質(zhi)的(de)狀態及含量反映了人體(ti)當時的(de)基本健康狀況(kuang)。”楊慧表示，這(zhe)對(dui)于疾病的(de)早期(qi)檢測具有重要意義。

比如臨床醫(yi)生判斷發(fa)熱患(huan)者是細菌性感染(ran)還是病毒性感染(ran)，會(hui)檢(jian)測患(huan)者體內(nei)的兩種蛋白含量(liang)。目前，醫(yi)院的檢(jian)測在毫(hao)克(ke)每(mei)毫(hao)升、微克(ke)每(mei)毫(hao)升級別(bie)，而楊(yang)慧團隊(dui)將其檢(jian)測精度提高(gao)了10的3次方(fang)到6次方(fang)數量(liang)級，達(da)到納克(ke)甚至(zhi)飛克(ke)每(mei)毫(hao)升級別(bie)。

“在目標(biao)物(wu)質含量極低時便能檢(jian)測出來，意味著疾(ji)病(bing)(bing)在更(geng)早期的(de)時候就能被發(fa)現。”楊慧表(biao)示。未來團隊將繼續(xu)研發(fa)重大疾(ji)病(bing)(bing)如(ru)腫瘤、不可逆疾(ji)病(bing)(bing)如(ru)老年癡呆等的(de)疾(ji)病(bing)(bing)標(biao)志物(wu)。