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技術(shù)文章
芯片實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用
閱讀：316 發(fā)布時(shí)間：2021-1-4在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用
①.臨床血細(xì)胞分析
近來(lái)Ayliffe等人研制出了一臺(tái)阻抗計(jì)數(shù)、光譜分類(lèi)的細(xì)胞芯片分析儀。他們將微流路和微電極組合到芯片上，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞的分類(lèi)和計(jì)數(shù)。爾后許多研究者對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，使這一技術(shù)日趨完美，不僅可以進(jìn)行細(xì)胞的分類(lèi)和計(jì)數(shù)而且還實(shí)現(xiàn)了血紅蛋白的定量測(cè)定。值得一提的是Gaward等研制了一種2cm×3cm大小的細(xì)胞分析芯片。他們利用阻抗法和光學(xué)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞的分析和顆粒大小的測(cè)定。近來(lái)美國(guó)華盛頓大學(xué)與美國(guó)Backman公司合作研究出了可供檢測(cè)血細(xì)胞的一次性塑料芯片，大大減少了檢測(cè)成本和儀器的體積。
②核酸分析
微流控芯片實(shí)驗(yàn)室一開(kāi)始就在DNA領(lǐng)域顯示其*的功能，涉及到了遺傳學(xué)診斷，法醫(yī)學(xué)基因分型和測(cè)序等方面內(nèi)容。Tezuka等在芯片上構(gòu)建一種整體集成的納米柱型陣列結(jié)構(gòu)，這種納米柱直徑200-500nm，高5mm，類(lèi)似于排列在一起的多個(gè)梳子，用于研究DNA的電泳特征及其分離，已分離了T4 DNA和165.5kbp的lambda標(biāo)樣;Lee等制成集成有微混合器和DNA純化裝置的一次性微流控芯片系統(tǒng)，用于DNA的樣品制備，在微通道里放置陰離子交換樹(shù)脂，得到了單一頭發(fā)絲中的線粒體DNA的電泳圖; Hofg?rtner等利用微流控芯片快速分析腦脊液樣品中的DNA，診斷帶狀皰疹病毒性腦炎所需時(shí)間只有腦脊液樣品普通凝膠電泳的百分之一;本文作者用自研的微流控芯片系統(tǒng)分析了腫瘤細(xì)胞基因甲基化測(cè)定的PCR樣品，與普通凝膠電泳相比其檢測(cè)靈敏度提高了1024倍，其分析時(shí)間縮短了100倍以上。
③蛋白質(zhì)分析
Duffy等利用CD盤(pán)式塑料陣列芯片采用離心的方式進(jìn)行了堿性磷酸酶分析，每個(gè)樣品檢測(cè)只需3mL試劑，幾分鐘內(nèi)可分析幾十個(gè)樣品。瑞典的GYROS公司已生產(chǎn)出類(lèi)似的產(chǎn)品并進(jìn)行了肌球蛋白、IgG、IgA分析。近來(lái)Burke 和Regnier[18]在芯片上利用電泳輔助微分析系統(tǒng)(Electrophoretically mediated microanalysis, EMMA)進(jìn)行了β-半乳糖苷酶的分析測(cè)定。以Ramsey實(shí)驗(yàn)小組為代表的很多研究者利用芯片進(jìn)行了蛋白質(zhì)和肽的二維電泳分離與檢測(cè)，為蛋白質(zhì)的組學(xué)研究提供了一種快捷、便利的分析工具。
④藥物分析
Hatch等利用“快速擴(kuò)散免疫分析”方法在芯片上進(jìn)行了全血Phenyton(一種抗癲癇藥)濃度測(cè)定，測(cè)定時(shí)無(wú)需去紅細(xì)胞，檢測(cè)時(shí)間不足20秒。Chiem等人利用競(jìng)爭(zhēng)免疫分析法檢測(cè)血清樣品中的治療哮喘用的藥物*的濃度，辦法是將含有未標(biāo)記的藥物樣品和已知數(shù)量的熒光標(biāo)記的藥物及藥物抗體混合，未標(biāo)記的藥物與標(biāo)記的藥物競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致標(biāo)記的藥物與抗體復(fù)合物的峰信號(hào)降低，而單個(gè)的標(biāo)記藥物峰信號(hào)增加，以LIF為檢測(cè)器，在稀釋的血清中藥物檢測(cè)限為1.25 mg/L，分離時(shí)間不超過(guò)50秒。Sathuluri等人利用細(xì)胞芯片進(jìn)行抗腫瘤藥物的高通量篩選。在芯片實(shí)驗(yàn)室上進(jìn)行手性藥物分離及藥物相互作用研究等方面的文獻(xiàn)報(bào)道較多。
⑤小分子分析
Argaint等研制了一種含有PO2、PCO2和pH傳感器的硅芯片用于血?dú)夥治?。整個(gè)芯片的尺寸僅有6mm×22mm大小。用聚丙烯酰胺和聚硅氯烷聚合層分別作為內(nèi)部電解質(zhì)腔和氣體滲透膜。用集成電路的制作工藝將整個(gè)傳感器件集成在硅片上。因流路通道也被直接集成在硅芯片上，所以減少了樣品和試劑的用量，且分析精度又能滿足臨床檢測(cè)的需要。這種產(chǎn)品適宜批量生產(chǎn)。
Koutny等利用免疫芯片電泳不需要進(jìn)行預(yù)濃縮，即可在臨床感興趣的范圍(10-600 mg/L)內(nèi)對(duì)血清*進(jìn)行芯片電泳免疫分析。Rodriguez等[25]利用同步循環(huán)模式，通過(guò)CZE和MEKC兩種方式分離人尿中的，3，4-亞甲基二氧及b-苯基乙胺的衍生產(chǎn)物，檢測(cè)限為10mg/L，遠(yuǎn)高于目前實(shí)際應(yīng)用的要求。
當(dāng)然，其應(yīng)用不僅僅局限在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在化學(xué)有機(jī)合成和分析化學(xué)等方面亦得到時(shí)了廣泛的應(yīng)用，在此不再細(xì)述。