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“芯片上的实验室”为互联网医疗提供新视野

  “看病难”已经成为各大城市中稍有名气的医院里常见的问题,不仅仅是搞昂的医疗费,还有花费的大量时间,都让患者望而生畏。而面临大医院资源不足的问题,“分级诊疗”与“自助诊疗”等解决方案逐渐被提上议程。但与此同时,又出现了不可避免的问题:基层医疗机构诊疗水平不足、家用诊疗设备匮乏是上述措施落地的一大门槛。近年来,飞速发展的微流控芯片技术正是要攻克这一难题。
 
  什么是微流控芯片技术?
 
  微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上, 自动完成分析全过程。国家科技部《“十三五”生物技术创新专项规划》明确将“芯片上的实验室”列为应重点发展的颠覆性技术之一。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力,已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
 
  据中国科学院深圳技术研究院医工所传感中心执行主任杨慧介绍:“微流控芯片又被称为‘芯片上的实验室’,它的目标是将医学检测实验室完整复制到一块微小的芯片上。”芯片内设置了不同的可供流体通行的通道,用以完成不同的生物或化学反应过程,当需要检测的物质流过某一区域时,受到光的照射,这些物质可以自发或者与其它特定物质结合发出荧光,这些荧光可以通过光学相机等传感器进行读取,从而得知流体通道中需要检测的物质种类与含量。
 
  微流控芯片因何被重用
 
  微流控芯片具有许多普通芯片不具备的特点,例如集成的单元部件越来越多,且集成的规模也归来越大,使得微流控芯片有着强大的集成性。同时,微流控芯片可以大量平行处理样品,具有高通量的特点,分析速度快、耗能低、物耗少、污染小。微流控芯片分析样品所需要的试剂量仅几微升至几十个微升,被分析的物质的体积甚至在纳升级或皮升级。
 
  廉价、安全也是微流控芯片能够被普及的重要因素。我们不得不承认,微流控分析系统在微型化、集成化和便携化方面的优势为其在生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用提供了极为广阔的前景。
 
  微流控芯片的前景
 
  据了解,2015年微流控芯片的市场规模约为28亿美金,到2018年市场规模为58亿美金,年复合增长率超过27%。可见微流控芯片技术已经有一定的积累并开始走向成熟,也正因如此,微流控技术逐渐向个性化医疗发展,进入产品的成型期。目前我国的微流控公司也在稳中发展,例如天津的微纳芯科技、杭州霆科生物、理邦仪器等等。甚至是国外的三星企业也出过几款基于微流控的产品。
 
  就像文章开头提到的微流控芯片的应用,目前微流控的产业化应用主要侧重在体外诊断,这一领域在国内市场的发展空间非常大。众所周知,我国的医疗器械与医药消费远远低于其他医疗体系相对成熟的国家,而诊断类医疗器械在整个医疗中重要性不言而喻,它决定着后续的所有治疗方案和用药。因此,中国诊断类医疗器械的发展潜力不可估量。
 
  华为也曾宣布入驻互联网医疗行业,而真正的互联网医疗应该解决的问题就是智能化医疗检测终端问题。
 
  近年来国家也在财政上逐步增加医疗保健的支出。分级诊疗制度也正逐步实施。可想而知,分级诊疗制度推行以后,将给微流控芯片带来很大发展机遇。