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技術(shù)文章
芯片實驗室的應(yīng)用
閱讀：343 發(fā)布時間：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Ayliffe等人研制出了一臺阻抗計數(shù)、光譜分類的細(xì)胞芯片分析儀。他們將微流路和微電極組合到芯片上，實現(xiàn)了細(xì)胞的分類和計數(shù)。爾后許多研究者對此進行了改進，使這一技術(shù)日趨完美，不僅可以進行細(xì)胞的分類和計數(shù)而且還實現(xiàn)了血紅蛋白的定量測定。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)實現(xiàn)了細(xì)胞的分析和顆粒大小的測定。近來美國華盛頓大學(xué)與美國Backman公司合作研究出了可供檢測血細(xì)胞的一次性塑料芯片，大大減少了檢測成本和儀器的體積。
②核酸分析
微流控芯片實驗室一開始就在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，類似于排列在一起的多個梳子，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)胞基因甲基化測定的PCR樣品，與普通凝膠電泳相比其檢測靈敏度提高了1024倍，其分析時間縮短了100倍以上。
③蛋白質(zhì)分析
Duffy等利用CD盤式塑料陣列芯片采用離心的方式進行了堿性磷酸酶分析，每個樣品檢測只需3mL試劑，幾分鐘內(nèi)可分析幾十個樣品。瑞典的GYROS公司已生產(chǎn)出類似的產(chǎn)品并進行了肌球蛋白、IgG、IgA分析。近來Burke 和Regnier[18]在芯片上利用電泳輔助微分析系統(tǒng)(Electrophoretically mediated microanalysis, EMMA)進行了β-半乳糖苷酶的分析測定。以Ramsey實驗小組為代表的很多研究者利用芯片進行了蛋白質(zhì)和肽的二維電泳分離與檢測，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“快速擴散免疫分析”方法在芯片上進行了全血Phenyton(一種抗癲癇藥)濃度測定，測定時無需去紅細(xì)胞，檢測時間不足20秒。Chiem等人利用競爭免疫分析法檢測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)記的藥物競爭，導(dǎo)致標(biāo)記的藥物與抗體復(fù)合物的峰信號降低，而單個的標(biāo)記藥物峰信號增加，以LIF為檢測器，在稀釋的血清中藥物檢測限為1.25 mg/L，分離時間不超過50秒。Sathuluri等人利用細(xì)胞芯片進行抗腫瘤藥物的高通量篩選。在芯片實驗室上進行手性藥物分離及藥物相互作用研究等方面的文獻報道較多。
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氣分析。整個芯片的尺寸僅有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行預(yù)濃縮，即可在臨床感興趣的范圍(10-600 mg/L)內(nèi)對血清*進行芯片電泳免疫分析。Rodriguez等[25]利用同步循環(huán)模式，通過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，檢測限為10mg/L，遠(yuǎn)高于目前實際應(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)有機合成和分析化學(xué)等方面亦得到時了廣泛的應(yīng)用，在此不再細(xì)述。