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時(shí)間：2020-10-14
小桔燈網(wǎng)微信公眾號(hào)在1385期首篇關(guān)于南京嵐煜生物主動(dòng)式微流控平臺(tái)的介紹引起了很多專業(yè)同行的關(guān)注。很多朋友致電或留言，想更多的了解主動(dòng)式微流控技術(shù)的平臺(tái)。
微流控技術(shù)被推進(jìn)了風(fēng)口浪尖。那么微流控技術(shù)的主動(dòng)和被動(dòng)有何區(qū)別？在臨床應(yīng)用上的異同點(diǎn)又是什么呢？
根據(jù)加樣方式有無外力介入，微流控分為被動(dòng)式微流控和主動(dòng)式微流控。自驅(qū)式或被動(dòng)式微流控，不借助外力，嚴(yán)格意義上叫微流體并非微流控，因?yàn)槠錈o液體流動(dòng)的控制。
主動(dòng)式微流控，則是通過儀器內(nèi)部精密控制芯片內(nèi)反應(yīng)腔結(jié)合閥門裝置，控制液體反應(yīng)的位置，實(shí)時(shí)監(jiān)測液體在芯片內(nèi)流動(dòng)狀況，定量控制反應(yīng)樣本體積，使樣本定量參與免疫反應(yīng)，真正達(dá)到精確控制。
主動(dòng)式微流控應(yīng)用于診斷，除了具備被動(dòng)式微流控檢測所需樣本量少、檢測速度快等特點(diǎn)外，主動(dòng)式微流控還具備以下優(yōu)勢：
1:確保樣本定量轉(zhuǎn)移：反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)量和反應(yīng)位置也均可控；
2:支持多種類型復(fù)雜樣本：全血、血清、血漿、尿液、各種復(fù)雜成分樣本等；
3:產(chǎn)品性能更優(yōu)越：更高的重復(fù)性、準(zhǔn)確性和靈敏度，其重復(fù)性恒定保持在5%以內(nèi)；
4:多技術(shù)平臺(tái)聯(lián)用：易于與激光檢測技術(shù)平臺(tái)、電化學(xué)檢測平臺(tái)、質(zhì)譜檢測平臺(tái)和核酸檢測技術(shù)平臺(tái)等聯(lián)用。
如前文介紹的南京嵐煜生物科技有限公司（以下簡稱嵐煜）的首席技術(shù)官（CTO）Dr. Jeffery Chen經(jīng)過多年研究開發(fā)的主動(dòng)式微流控POCT檢測平臺(tái)，其具備以下特點(diǎn)：
微米級(jí)流道配合機(jī)械閥門準(zhǔn)確控制流體的流向；
芯片本體包括全血過濾腔、防回流裝置和定量反應(yīng)腔，實(shí)現(xiàn)樣本的定量流動(dòng)及精確反應(yīng)；
反應(yīng)腔兩側(cè)設(shè)置隔腔，其腔室內(nèi)含特殊構(gòu)造，使得流體經(jīng)過反應(yīng)腔時(shí)，可產(chǎn)生類似于“波浪”的渦流，促使樣本與試劑充分混合；
結(jié)合儀器內(nèi)部的氣液雙相控制器件（氣泵和微流泵）、混勻和感應(yīng)模塊，對流體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；
通過芯片和儀器的配合，確保芯片反應(yīng)腔中的樣本可定量參與免疫反應(yīng)，微流體流量可控，反應(yīng)時(shí)間可控，反應(yīng)位置可控，使得產(chǎn)品重復(fù)性和批間差控制在5%以內(nèi)，結(jié)合時(shí)間分辨熒光技術(shù)，產(chǎn)品性能指標(biāo)甚至超越化學(xué)發(fā)光。
愛國情懷成就微流控領(lǐng)域?qū)＜遥?
Dr. Jeffery Chen
著名的生物科學(xué)家，中國生物物理學(xué)的奠基人貝時(shí)璋曾說：”一個(gè)真正的科學(xué)家，熱心科學(xué)，不是為名利，而是求知、愛真理，為國家作貢獻(xiàn)，為人民謀福利“。同樣，在Dr. Chen的心中，國為重，家為輕，科學(xué)更重，名利更輕。
Dr. Chen坦言雖然診斷醫(yī)療技術(shù)的更新迭代飛快，但在國內(nèi)很少發(fā)現(xiàn)能對流體進(jìn)行主動(dòng)精準(zhǔn)控制的POCT產(chǎn)品。成本居高不下，量產(chǎn)后產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，售后服務(wù)“斷層”等問題比比皆是，從側(cè)面也反映出現(xiàn)階段國內(nèi)對關(guān)鍵核心技術(shù)的掌握始終是弱項(xiàng)。Dr. Chen對此憂心忡忡，一直期待回國，想把自己在海外所學(xué)用于國內(nèi)診斷醫(yī)療領(lǐng)域的建設(shè)中來。
恰逢中國醫(yī)療改革變動(dòng)，分級(jí)診療和醫(yī)聯(lián)體的政策頒布，國內(nèi)急需大量的專家型技術(shù)人才。為了響應(yīng)國家政策，Dr. Chen果斷放棄在美國的高薪工作，留下遠(yuǎn)在海外的妻兒，孤身回國，利用自己在海外微流控領(lǐng)域的造詣，滿腔熱血地投入國內(nèi)POCT行業(yè)的建設(shè)大軍中。
Dr. Chen自母校復(fù)旦大學(xué)電子工程系畢業(yè)后，隨后又選擇了中國科學(xué)院上海信息技術(shù)與微系統(tǒng)研究所攻讀博士學(xué)位，從事于生物醫(yī)學(xué)微系統(tǒng)（BioMEMS）的研究。在采訪中，Dr. Chen十分感激導(dǎo)師徐元森院士給予的指導(dǎo)。當(dāng)時(shí)微流控技術(shù)還處于啟蒙階段，Dr. Chen在微通道電泳芯片及其檢測系統(tǒng)的優(yōu)化配置，DNA芯片的開發(fā)等方面進(jìn)行了開創(chuàng)性的探索。徐院士在1995年已前瞻性地意識(shí)到未來生物信息時(shí)代對人類健康的影響，將微流控技術(shù)應(yīng)用在具體的臨床上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。Dr. Chen完成博士學(xué)位后，在徐院士的引薦下，繼續(xù)前往位列全球生物前沿的兩所大學(xué)進(jìn)行深造——在美國辛辛那提大學(xué)和路易斯安那州立大學(xué)，致力于微流控技術(shù)的深入研究。
經(jīng)過二十多年的苦心鉆研及工作，Dr. Chen在微流體器件設(shè)計(jì)與制造，設(shè)計(jì)生物分析流程，微全分析系統(tǒng)方面有著獨(dú)到的理論分析能力和豐富的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。在此期間，服務(wù)于國際知名研究機(jī)構(gòu)和跨國公司，擔(dān)任過首席質(zhì)量官（CQO）和CTO，在微型針陣列采血/給藥、碟式生物芯片和微流體器件等產(chǎn)品的研制中做出了很大的貢獻(xiàn)，擁有從微流控項(xiàng)目開發(fā)到投產(chǎn)的一整套產(chǎn)業(yè)化能力。
一個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)，不但包括“可編程全分析芯片平臺(tái)”的核心部件，生物樣品的提純、分離、檢測等處理方法，更重要的是集成各種功能部件，組裝調(diào)試形成流水化的操作。Dr. Chen將主動(dòng)式微流控技術(shù)與各種檢測方法結(jié)合，用于提高產(chǎn)品檢測各項(xiàng)性能指標(biāo)。目前，基于主動(dòng)式微流控技術(shù)平臺(tái)，嵐煜的開發(fā)了激光誘導(dǎo)的熒光檢測、化學(xué)發(fā)光、電化學(xué)檢測、分子診斷等產(chǎn)品線。
在臨床應(yīng)用上，能解決客戶痛點(diǎn)的產(chǎn)品才是好產(chǎn)品。
目前我國POCT市場呈大幅度上升趨勢，其市場規(guī)模預(yù)計(jì)到 2018 年將達(dá)到 8.6 億美元。隨著國家分級(jí)診療及慢性病管理方面的政策指引，醫(yī)療資源競爭市場將會(huì)集中于二甲以下的基層醫(yī)院，面對如此龐大的市場，卻有兩個(gè)不容忽視的問題：一、大機(jī)器進(jìn)入基層成本過高，且操作分析繁瑣；二、小機(jī)器進(jìn)入基層功能不夠、準(zhǔn)確性差、速度不夠快。我國人口眾多，基層人民的醫(yī)療成為重中之重，所以選擇適用的設(shè)備，服務(wù)于基層的目標(biāo)客戶，控制好成本，顯得尤為重要。
Dr. Chen從使用者和臨床實(shí)用性角度出發(fā)，將嵐煜主動(dòng)式微流控產(chǎn)品的市場定位于：要讓基層也能擁有質(zhì)量過硬、速度夠快、價(jià)錢合理的POCT產(chǎn)品。
近幾年市場上也有好多家公司都采用了微流控技術(shù)，但是市場上主流產(chǎn)品為何并非微流控產(chǎn)品？原因有三：一、芯片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法對反應(yīng)做出精準(zhǔn)的調(diào)控；二、非均相反應(yīng)，固相載體與固相載體的表面進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)不充分，靈敏度和重復(fù)性受到限制；三、產(chǎn)業(yè)化困難，為了保證反應(yīng)的精密度，材料表面需要特殊處理，芯片整體加工工藝復(fù)雜，導(dǎo)致成本居高不下，影響產(chǎn)品的順利投產(chǎn)。
Dr. Chen帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)用創(chuàng)新但不脫離臨床的理念，運(yùn)用在微流控產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在加工工藝優(yōu)化、芯片流道設(shè)計(jì)和材料選擇等方面有較為深入的研究和創(chuàng)新，降低投產(chǎn)成本，為嵐煜主動(dòng)式微流控芯片的產(chǎn)業(yè)化提供了強(qiáng)有力的支撐。
面對不同市場的需求，嵐煜自主研發(fā)的產(chǎn)品，可以服務(wù)不同的目標(biāo)客戶：面對三級(jí)醫(yī)院，可提高檢驗(yàn)結(jié)果精確度，對其傳統(tǒng)床旁診斷產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)換代；面對二甲以下醫(yī)院，可降低醫(yī)院檢驗(yàn)成本，提升院內(nèi)整體檢測水平 。積極響應(yīng)國家醫(yī)聯(lián)體建設(shè)及分級(jí)診療政策的號(hào)召，也讓客戶更放心使用有服務(wù)保障的產(chǎn)品。掌握關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，解決客戶的痛點(diǎn)，著眼于產(chǎn)品的技術(shù)服務(wù)，最終完善產(chǎn)業(yè)鏈，這是嵐煜生物始終貫徹的產(chǎn)品宗旨。
未來的微流控技術(shù)與芯片的結(jié)合將是臨床應(yīng)用的重要技術(shù)之一，在面對疾病，知其一二而不知其表里的時(shí)候，我們相信，更多的新產(chǎn)品，新技術(shù)將會(huì)推陳出新，更適宜的技術(shù)將應(yīng)用在IVD領(lǐng)域。
