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| 降低儀器成本將免費從集中的實驗室診斷檢測 | |||
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完整的血液測試可以在醫院進行床邊或在每一個醫生的辦公室,消除運輸和處理需求及其伴隨的成本和延誤。 如果需要樣品體積大大減少,那么一個簡單的手指戳破可能足夠了,消除抽血者的任命和hema-tomas的危險,以及使得兒科患者血液測試更多的訪問。 此外,一個小的、健壯的、抗震的系統可以支持快速血液檢測在野外條件下,比如遇到執法和軍事人員(參見圖2)。
更容易,更快,更便宜測試也意味著更頻繁的測試,因此,早期檢測和診斷。 早期治療的重要性,認為20%的保險患者,尤其是慢性conditions-use全部醫療費用的80%。
圖3。 (點擊放大) i-State由雅培公司(艾伯特公園,IL)是一個手持系統,可以測量氣體、離子、葡萄糖、pH值、尿素、比容、和心臟標記。 滴的血都被插入到一個墨盒,插入設備。 結果在兩分鐘內生成。 然而,i-Stat尚未提供的標準蛋白質面板可用于許多臺式機器。
一大步朝著小型化i-Stat系統的發展了雅培(艾伯特公園,IL)。 盒已經成型的一組測試充滿了血液樣本小20?l和插入到i-Stat手持設備,生產讀出在短短2分鐘(參見圖3)。測量是基于離子選擇性電極電位測定法(離子、pH值和尿素),電傳導(血球容積計),或生成電流(葡萄糖)。 i-Stat已經廣泛應用于醫院,尤其是手術前快速測試。 然而,除了心臟的標記(cTnl),設備,不像前面討論的大型系統,無法處理板的血液蛋白質。
Reflotron,羅氏的桌面系統,也是一個緊湊,廉價的分析器生成多個快速測量使用少量的樣本。 它使用反射來檢測測試條的顏色變化,可以測量15分析物(包括脂質、葡萄糖代謝產物和酶)。 結果發表在3分鐘,每小時可以生產18 - 30。 系統占地約1立方英尺沒有電腦,重5.3公斤。 然而,像i-Stat Reflotron也沒有提供標準的廣泛的血板的大型機械。
一個重大的挑戰在高通量multiantigen分析是同時處理多個試劑的功能和檢測方法都是相同的。 這個障礙也許可以解釋為什么i-Stat使用不同的方法在同一芯片其余的分離是由化學分析物之間的正交性(如。 、蛋白質和鹽)。 這也解釋了為什么擴散和交叉污染的問題。
相比之下,系統類似于Elecsys,衡量血液蛋白質分析,依靠相同的方法(抗體和光學檢測)所有樣本和測試。 自可用光學帶寬標準熒光和化學發光太小對大規模多路復用,唯一的正交性是由抗原抗體識別。 因此,測試必須隔離以防止擴散,并確保信號正確原因。 這種隔離,然而,需要機器人流體處理和使用大,沉重,復雜、昂貴的機器,不能直接和經濟上小型化。
微流控方法
事實上,如果流體處理的主要原因是當前機器的大小,從情理上講,射流小型化應該允許整體小型化。 廣泛的文學可以在硅微通道設備和玻璃使用蝕刻和借用了半導體產業模式技術。 然而,多路復用分析還需要區分通過積極nonleaky microvalves。 這項技術仍然難以捉摸,雖然有源設備的重要步驟是由研究人員制造微機電系統。
另一個解決方案提出了PDMS微流體的出現。 PDMS軟,透明,彈性和便宜。 由于PDMS是透水的,它被廣泛用作密封劑(如。 ,填隙浴缸)。 此外,生物惰性和無毒性導致其用于整形植入物和隱形眼鏡。
在PDMS微流體傳熱是由澆注的混合單體和cross-linker純硅片光刻膠成堆。 2 固化后,PDMS保留扭轉特性。 該成型工藝簡單、廉價和快速。
單獨的PDMS層可以對齊的,生產各種設備聯系在一起。 例如,一個微流控閥可以跨越兩個渠道構造在單獨旅行,但是綁定層。 3 壓力的渠道導致膜捏另一通道。 如果壓力釋放后在前,膜,后者會再次打開。 在這方面,閥門是類似于一個腳踩,花園軟管。
典型的一個通道的寬度是100?m,而通道高度和范圍從10到30?m閥膜厚度。 不同的閥門尺寸產生不同的可再生的關閉壓力。 3 三個閥門作用于相同的頻道和激活適當的序列產生蠕動泵。 渠道、閥門和泵可以排列構建復雜的大規模集成(LSI)設備,,當應用于生物技術,被稱為BioLSI。 4 最近,微流控的發展瓶允許垂直通道在不同層之間的連接,提供進一步的架構的靈活性和允許小說自身調節的設備。
在它的第一個十年,PDMS微流體已經從普通渠道大量的專門組件組織的大規模集成電路設備。 now-mature技術已成功地應用于許多重要的應用,包括蛋白質結晶,DNA測序,只聚合酶鏈反應,細胞排序和血細胞計數、核酸提取和純化、細胞研究。
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