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時間：2020-10-14
小桔燈網(wǎng)微信公眾號在1385期首篇關于南京嵐煜生物主動式微流控平臺的介紹引起了很多專業(yè)同行的關注。很多朋友致電或留言，想更多的了解主動式微流控技術的平臺。
微流控技術被推進了風口浪尖。那么微流控技術的主動和被動有何區(qū)別？在臨床應用上的異同點又是什么呢？
根據(jù)加樣方式有無外力介入，微流控分為被動式微流控和主動式微流控。自驅(qū)式或被動式微流控，不借助外力，嚴格意義上叫微流體并非微流控，因為其無液體流動的控制。
主動式微流控，則是通過儀器內(nèi)部精密控制芯片內(nèi)反應腔結合閥門裝置，控制液體反應的位置，實時監(jiān)測液體在芯片內(nèi)流動狀況，定量控制反應樣本體積，使樣本定量參與免疫反應，真正達到精確控制。
主動式微流控應用于診斷，除了具備被動式微流控檢測所需樣本量少、檢測速度快等特點外，主動式微流控還具備以下優(yōu)勢：
1:確保樣本定量轉(zhuǎn)移：反應時間、反應量和反應位置也均可控；
2:支持多種類型復雜樣本：全血、血清、血漿、尿液、各種復雜成分樣本等；
3:產(chǎn)品性能更優(yōu)越：更高的重復性、準確性和靈敏度，其重復性恒定保持在5%以內(nèi)；
4:多技術平臺聯(lián)用：易于與激光檢測技術平臺、電化學檢測平臺、質(zhì)譜檢測平臺和核酸檢測技術平臺等聯(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）的首席技術官（CTO）Dr. Jeffery Chen經(jīng)過多年研究開發(fā)的主動式微流控POCT檢測平臺，其具備以下特點：
微米級流道配合機械閥門準確控制流體的流向；
芯片本體包括全血過濾腔、防回流裝置和定量反應腔，實現(xiàn)樣本的定量流動及精確反應；
反應腔兩側(cè)設置隔腔，其腔室內(nèi)含特殊構造，使得流體經(jīng)過反應腔時，可產(chǎn)生類似于“波浪”的渦流，促使樣本與試劑充分混合；
結合儀器內(nèi)部的氣液雙相控制器件（氣泵和微流泵）、混勻和感應模塊，對流體進行實時監(jiān)控；
通過芯片和儀器的配合，確保芯片反應腔中的樣本可定量參與免疫反應，微流體流量可控，反應時間可控，反應位置可控，使得產(chǎn)品重復性和批間差控制在5%以內(nèi)，結合時間分辨熒光技術，產(chǎn)品性能指標甚至超越化學發(fā)光。
愛國情懷成就微流控領域?qū)＜遥?
Dr. Jeffery Chen
著名的生物科學家，中國生物物理學的奠基人貝時璋曾說：”一個真正的科學家，熱心科學，不是為名利，而是求知、愛真理，為國家作貢獻，為人民謀福利“。同樣，在Dr. Chen的心中，國為重，家為輕，科學更重，名利更輕。
Dr. Chen坦言雖然診斷醫(yī)療技術的更新迭代飛快，但在國內(nèi)很少發(fā)現(xiàn)能對流體進行主動精準控制的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“斷層”等問題比比皆是，從側(cè)面也反映出現(xiàn)階段國內(nèi)對關鍵核心技術的掌握始終是弱項。Dr. Chen對此憂心忡忡，一直期待回國，想把自己在海外所學用于國內(nèi)診斷醫(yī)療領域的建設中來。
恰逢中國醫(yī)療改革變動，分級診療和醫(yī)聯(lián)體的政策頒布，國內(nèi)急需大量的專家型技術人才。為了響應國家政策，Dr. Chen果斷放棄在美國的高薪工作，留下遠在海外的妻兒，孤身回國，利用自己在海外微流控領域的造詣，滿腔熱血地投入國內(nèi)POCT行業(yè)的建設大軍中。
Dr. Chen自母校復旦大學電子工程系畢業(yè)后，隨后又選擇了中國科學院上海信息技術與微系統(tǒng)研究所攻讀博士學位，從事于生物醫(yī)學微系統(tǒng)（BioMEMS）的研究。在采訪中，Dr. Chen十分感激導師徐元森院士給予的指導。當時微流控技術還處于啟蒙階段，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)等方面進行了開創(chuàng)性的探索。徐院士在1995年已前瞻性地意識到未來生物信息時代對人類健康的影響，將微流控技術應用在具體的臨床上，實現(xiàn)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。Dr. Chen完成博士學位后，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進行深造——在美國辛辛那提大學和路易斯安那州立大學，致力于微流控技術的深入研究。
經(jīng)過二十多年的苦心鉆研及工作，Dr. Chen在微流體器件設計與制造，設計生物分析流程，微全分析系統(tǒng)方面有著獨到的理論分析能力和豐富的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗。在此期間，服務于國際知名研究機構和跨國公司，擔任過首席質(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，擁有從微流控項目開發(fā)到投產(chǎn)的一整套產(chǎn)業(yè)化能力。
一個平臺系統(tǒng)，不但包括“可編程全分析芯片平臺”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將主動式微流控技術與各種檢測方法結合，用于提高產(chǎn)品檢測各項性能指標。目前，基于主動式微流控技術平臺，嵐煜的開發(fā)了激光誘導的熒光檢測、化學發(fā)光、電化學檢測、分子診斷等產(chǎn)品線。
在臨床應用上，能解決客戶痛點的產(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)模預計到 2018 年將達到 8.6 億美元。隨著國家分級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，卻有兩個不容忽視的問題：一、大機器進入基層成本過高，且操作分析繁瑣；二、小機器進入基層功能不夠、準確性差、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，所以選擇適用的設備，服務于基層的目標客戶，控制好成本，顯得尤為重要。
Dr. Chen從使用者和臨床實用性角度出發(fā)，將嵐煜主動式微流控產(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，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、芯片結構復雜，無法對反應做出精準的調(diào)控；二、非均相反應，固相載體與固相載體的表面進行反應，反應不充分，靈敏度和重復性受到限制；三、產(chǎn)業(yè)化困難，為了保證反應的精密度，材料表面需要特殊處理，芯片整體加工工藝復雜，導致成本居高不下，影響產(chǎn)品的順利投產(chǎn)。
Dr. Chen帶領團隊用創(chuàng)新但不脫離臨床的理念，運用在微流控產(chǎn)業(yè)領域的研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗，在加工工藝優(yōu)化、芯片流道設計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，為嵐煜主動式微流控芯片的產(chǎn)業(yè)化提供了強有力的支撐。
面對不同市場的需求，嵐煜自主研發(fā)的產(chǎn)品，可以服務不同的目標客戶：面對三級醫(yī)院，可提高檢驗結果精確度，對其傳統(tǒng)床旁診斷產(chǎn)品進行升級換代；面對二甲以下醫(yī)院，可降低醫(yī)院檢驗成本，提升院內(nèi)整體檢測水平 。積極響應國家醫(yī)聯(lián)體建設及分級診療政策的號召，也讓客戶更放心使用有服務保障的產(chǎn)品。掌握關鍵技術基礎上，解決客戶的痛點，著眼于產(chǎn)品的技術服務，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。
未來的微流控技術與芯片的結合將是臨床應用的重要技術之一，在面對疾病，知其一二而不知其表里的時候，我們相信，更多的新產(chǎn)品，新技術將會推陳出新，更適宜的技術將應用在IVD領域。
