技术领先、成本优势、产品先发成就龙头企业: √ 国内诸多新型微流控企业崭露头角,免疫诊断和分子诊断研发为主,市场潜力虽大,但不可盲目跟风; √ 微流控技术高壁垒,低产业化,所以技术和资金是必不可少的两个要素; √ 差异化市场探索(如,博晖创新),可实现对现有技术的颠覆替代。 一、什么是微流控芯片? 1. 什么是微流控芯片?微型+集成+自动化。 √ 微流控芯片,又称为芯片实验室(Lab on a Chip),主要依托于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)加工工艺,将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一块几平方厘米的芯片上; √ 该芯片由各种储液池和相互连接的微通道网络组成,很大程度缩短样本处理时间,并通过精密控制液体流动,实现试剂耗材的最大利用效率; √ 可以把整个化验室的功能,包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上,且可以多次使用。 微流控芯片示意图 二、微流控平台的特点 2. 微流控技术具有如下优点: √ 集成小型化与自动化:通过流道的尺寸和曲度、微阀门、腔体设计的搭配组合实现检测的集成小型化和自动化; √ 高通量分析:芯片设计多流道、多个反应单元的相互隔离,使各个反应互不干扰; √ 检测试剂消耗少,样本量需求少:微流控芯片反应单元腔体特别小,试剂及样本的使用量远远低于常规操作; √ 污染少:芯片集成功能避免了人工操作的污染。 微流控技术优势 微流控技术的出现为生命分析面临的三大特殊挑战(要求在特别小的空间,特定的时间,特定的外界条件进行物质定性、定量、结构分析、形貌分析等工作)提供了有力的操控工具。 但作为一种新兴技术,它也面临着诸多问题亟待解决: √ 产品缺乏相应的标准化和规范化:目前还没法实现组件(配套使用的试剂,核心的微流控芯片,芯片驱动平台,光电检测模块,信号处理模块以及人机交互的软件系统等)的通用化; √ 人才不足:微流控产品结合了微机电加工、生命科学、化学合成、光学工程及电子工程等许多领域,多学科交叉人才、企业研发人员、专业化市场人员严重不足; √ 生产成本高:对于微流控免疫分析芯片来说,其面临的最大问题是分析芯片都是一次性使用,不能充分发挥微流控分析平台可多次使用的优点,导至检测成本升高,在目前加工条件下,一块供研究用的标准玻璃芯片价值可能在几十到上百美元之间; √ 技术平台的难题:1)非均相微流控免疫分析芯片中如何将抗体固定在微通道的表面但不引起抗体的构相改变而导至活性降低2)如何将微通道表面进行封闭从而阻止限制蛋白和小分子物质的非特异结合引起的灵敏度下降3)如何将微流控芯片与外围设备如自动分析、显示设备等的集成化。 三、微流控的应用场景 3. 微流控的应用场景:以生物医学分析为热点的全领域应用 微流控芯片作为一种“微全分析技术平台”可以应用于各个分析领域,如生化医疗诊断、食品和商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学和航天科学等重要应用领域,其中生物医学分析是热点。目前来看,体外诊断是微流控技术的最大的应用场景,而在体外诊断中,微流控技术应用的重点在于化学发光(免疫诊断)和分子诊断中。
微流控技术广泛应用于各领域 3.1 微流控在IVD领域中的应用 IVD主流有三大类,生化分析,免疫诊断,分子诊断。 国外商业化微流控产品分布在传染病、基因测序、蛋白、PCR 等领域,由于微流控的小型集成化的优势,基本应用于 POCT 领域,其中雅培的i-STAT 系列成为 POCT 的经典代表产品,Illumina 的测序产品也占据了全球 70%的测序市场。
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