免疫检验专题 | 从技术革新解读微流控技术为何大势所趋

目前，“微流控”已成为大势所趋，也是现代POCT技术的首选。然而，由于POCT产品被贴上了廉价、低成本、定性分析的标签，导致它的认可度一直较低。而恰恰POCT本身的产品定位，是针对急诊以及部分特殊的医学需求，对于产品质量、产品设计、操作性能要求非常高，这种矛盾严重制约了POCT行业的发展。针对POCT行业的个别乱象，首都医科大学附属北京天坛医院实验诊断中心主任康熙雄教授响应道：

“我们POCT相关行业建立了室间质量控制技术平台，已经免费地开展了多次，逐步地把局面纠正过来。”

披荆斩棘，迎难而上

目前，我国POCT尚处于发展初期，整体市场规模相对美国、欧盟等发达国家依然偏小。随着医改的推进和在基层卫生建设中政府对 POCT产品技术的投入，未来几年我国POCT市场将保持20%以上的年复合增长率。然而，看似一片繁荣的POCT市场，背后却面临着诸多挑战。

以POCT微流控细分领域为例

首先，微流控技术涉及到医学、生物学、化学、工程等多个领域的知识，想要把每个领域都做精做全有一定难度，更容易形成技术壁垒；第二，微流控技术涉及到微流控芯片的加工，而我国在加工业和个性化研制方面都不够完善；第三，产业界和学术界的对接有明显的缺口，这也造成了从学术到产业之间的转化大难题。

那何为微流控呢？我们不妨来看看微流控概念和技术原理、基于微流控芯片的代表性关键技术以及后疫情时代对微流控技术的展望。

微流控（microfluidics）是一种精确控制和操控微尺度流体，以在微纳米尺度空间中对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能诸如样品制备、反应、分离和检测等缩微到一个几平方厘米芯片上的能力，其基本特征和最大优势是多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。是一个涉及了工程学、物理学、化学、微加工和生物工程等领域的交叉学科。微流控是系统的科学技术，它使用几十到几百微米尺度的管道，处理或操控很少量的流体，为分析提供了许多有用的功能：使用非常少的样本和试剂做出高精度和高敏感度的分离和检测，费用低，分析时间短，分析设备的印记小。而微流控既利用了它最明显的特征——尺寸小，也利用了不太明显的微通道流体的特点，比如层流，本质上提供了在空间和时间上集中控制分子的能力。

基于以上原因，微流控芯片的代表性关键技术包括：1、微流控分析芯片是新一代床旁诊断（Point of Care Testing，POCT ）主流技术，可直接在被检对象身边提供快捷有效的生化指标，使现场检测、诊断、治疗成为一个连续的过程；2、微流控反应芯片以液滴为代表，是迄今为止最重要的微反应器，在高通量药物筛选，单细胞测序等领域显示了巨大的威力；3、微流控细胞/器官操控芯片是哺乳动物细胞及其微环境操控最重要技术平台，渴望部分代替小白鼠等动物模型，用于验证候选药物，开展药物毒理和药理作用研究。

后疫情时代，微流控大放异彩

后疫情时代，微流控技术的展望体现在分子POCT微流控技术的应用，产品和技术没有固化，PCR、等温扩增、单检、多重、通道设、试剂封装等环节因素，对于IVD企业的研发系统都是一道道不可逾越的鸿沟。真正的微流控应该通过操控流体在不同的腔室进行反应，从而实现POCT产品跟实验室检测一样的性能水平。此外，极致小巧轻便的微流控才能更凸显它的设计和优势，更轻薄意味着更少的材料和运输保存的成本。

在2021创之声“微流控检测技术”专题论坛上，专家学者们积极探讨POCT市场规模、行业乱象及微流控发展的难题。经过二十多年的发展，中国的POCT技术经历了从第一代“定性”，第二代“手工半定量”，第三代“手工定量”，一直到第四代“半自动定量”的发展历程。相信不久的将来，第五代“智能全自动定量”的技术将会更好的促进POCT行业发展。

微流控作为POCT新贵，精准助力即时检验医疗。以中国创新性干式血气生化分析仪和全球革新性的磁敏免疫分析仪为例，这是理邦（SHE：300206）研发团队基于微流控技术平台开发的精准POCT检测设备，在全国乃至全球市场均得到了高端医疗用户的肯定。正如与会专家所倡导般，微流控已成为体外诊断最前沿的检测技术，而微流控芯片则是实现诊断的有利技术平台。理邦的技术革新不仅使得POCT产品的检测精准度与实验室大型诊断设备相媲美，而且使得更多复杂的标志物检测得以实现。

m16磁敏免疫分析仪集目前最先进的三大技术——智能微流控技术、生物芯片技术、纳米材料技术于一体，应用的是真正意义上的主动式智能微流控，控制参与反应的各种试剂的温度、流量、流速、流向、反应时间，检测结果精准；微阵列生物芯片可用来实现实时校准，修正批间差、运输及储存条件变化、测试环境不同所引起的差异，实现灵敏度、精密度的明显提高；以纳米磁颗粒为标记物的GMR生物芯片检测技术，具有极高的灵敏度，可实现单个生物分子的检测。

i15血气生化分析仪的测试卡则应用了微型传感器技术和微流控技术，对测量的指标进行检测，而微流控技术就是用来精准地控制流体，从而控制反应的整个过程，比如对传感器进行精确的标定，然后对测量的样本进行自动进样，最后精准地把它传输到传感器的表面进行检测。

重庆医科大学检验医学院院长周钦认为应该把微流控技术作为检验医学院检验教育未来的重要发展方向来打造，并衷心希望重庆医科大学将以POCT为主要的抓手，推动中国的快速诊断教育事业的发展。

星星之火，可以燎原。以微流控技术为契机，相信IVD事业将普惠万家之愿景，必定流年笑掷，未来可期。

参考文献资料：

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文章内容由理邦提供