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2021年06月30日

微流體芯片技術的應用


微流控技術產品問世至今有近30年曆史,但其發展經濟迅猛,被稱為下一代醫療問題診斷“顛覆性創新技術”。通過企業利用微流體芯片可以進行的研究方法一直都在自己不斷進行中,近日一項國家關於促進乳腺癌細胞轉移以及相關的研究就用到該技術。來自密西根大學安娜堡分校的研究管理人員需要利用新開發的高通量微流體芯片,patient monitor發現了轉移性乳腺癌細胞的重要作用特性因素之一 — 吞噬間充質幹細胞 (MSC)。該研究分析指出癌細胞能夠通過吞噬MSC,增強了學生自身文化侵襲性,讓癌症迅速得到發展方向擴散。研究理論認為沒有阻止乳腺癌細胞系的吞噬行為,有望成為有效遏制乳腺癌轉移的新方向,而相關的基因和分子水平也是對於乳腺癌診斷標准治療的潛在靶點,這將是為諸多不同患者生活帶來新的希望。另外,我們對關於微流體芯片的應用作一個比較簡單介紹。


細胞分選


通過不同的分選原理,微流控芯片可以分離不同的細胞。


微流控技術可以集物理、化學和生物方法於一體,在微米尺度上實現高通量、高效率和低成本的微量中間體的分離富集。流離子生物科學新開發的微流體平台等通量使用微流體通道,以確保磁性標記的 ctcs 充分和可靠地暴露在密集均勻的磁場中,從而有效地富集和恢複細胞。


藥物篩選


藥物篩選是現代藥物開發過程中測試Microfluidic Cartridge Manufacture和獲得特定生理活性化合物的一個步驟。微流控芯片技術因其樣品消耗量小、速度快、柱效高、使用的溶液體系接近生物流體的組成而成為一種高效的藥物和先導化合物篩選工具,潛力巨大。


微流控芯片技術可以通過集成256個或者其他細胞能夠培養腔微陣列,改變細胞常規教育培養研究方法,實現組織細胞治療藥物篩選的高通量化;芯片微納升級體積大大減少了試劑消耗量,減低藥物篩選企業成本;微流控芯片系統設計的二維空間結構問題或者一個三維微結構區域可產生低剪切力,在腔室內環境形成不同濃度梯度,進而對藥物發展進行一定毒性作用分析;微流控芯片集成化非常明顯,將藥物的合成分離富集、實驗細胞培養、藥物使用效果檢測等多個步驟集成於一張芯片,實現了藥物篩選的自動化控制分析。


器官集成芯片和器官仿生學


生物組織和器官的體外模型是揭示人體生理學和病理不可缺少的工具。基於微流控芯片的器官模型能夠以特定的方式將細胞培養或組裝成微流控芯片,並根據生物體內的器官結構在體外重建細胞,研究特定環境下器官的生理功能,在體外構建特定的疾病模型。該技術比傳統的體外模型更有潛力預測藥物的毒性和療效,可以從組織甚至器官水平深入了解藥物的作用機制,可用於預測藥物的吸收、分布、代謝和排泄,研究藥物的毒性。


以微流控技術在神經系統疾病中的研究和應用為例,在以往的研究中,通常采用動物模型來模擬大腦結構和相關疾病,但這種方法昂貴、低效、複雜且耗時,嚴重限制了神經系統疾病研究的發展。近年來,微流控芯片技術的使用已經能夠在體外很好地模擬中樞神經系統(CNS),建立疾病模型,使我們對阿爾茨海默病、帕金森病等神經系統疾病有更深入的了解。


小結


微流控芯片在疾病進行診斷方法方面的相關問題研究還包括生物標志物免疫系統分析、核酸測序等 。作為學生一種新興的科學管理技術,微流控研究工作已經沒有涉及化學、生物學、工程學和物理學等諸多不同領域。微流控技術企業發展經濟前景巨大,與其他的代表性技術人員會在更為廣泛的研究領域中交叉滲透,發展可以迅速,為醫學教育研究與臨床轉化作出巨大的貢獻。


微流控技術是怎麼發展誕生的呢?


複雜通道的微流控裝置有望簡單、高效地診斷遺傳性疾病!


微流體在診斷疾病很大作用,即使診斷很便利!


微流控芯片技術的應用有助於精准醫學的發展!


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