微流控芯片技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

微流控芯片技術(shù)可以用于各個(gè)分析領(lǐng)域，如生物醫(yī)學(xué)、新藥物的合成與篩選、以及食品和商品檢驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、刑事科學(xué)、軍事科學(xué)和航天科學(xué)等其他重要應(yīng)用領(lǐng)域。目前的應(yīng)用重點(diǎn)主要集中于在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：核酸分離和定量、DNA測(cè)序、基因突變和基因差異表達(dá)分析、蛋白質(zhì)的篩分、藥物研究等。

(1) 微流控芯片技術(shù)用于毛細(xì)管電泳分離：毛細(xì)管電泳芯片是微流控芯片中發(fā)展最早、發(fā)展最快的一項(xiàng)芯片技術(shù)。在對(duì)DNA片段、多肽、蛋白質(zhì)等生物分子分析中，表現(xiàn)出超強(qiáng)分析能力，被認(rèn)為是后基因時(shí)代中最有希望攻克蛋白質(zhì)研究、基因臨床診斷等科學(xué)難題的分離分析手段之一。

(2) 微流控芯片技術(shù)用于基因測(cè)序：從基因測(cè)序原理來(lái)講，芯片毛細(xì)管電泳測(cè)序表現(xiàn)出了更大的優(yōu)越性：首先芯片有獨(dú)特的注樣方式和更細(xì)的分離通道，能實(shí)現(xiàn)DNA的快速分離;另一方面微流控芯片采用微加工技術(shù)進(jìn)行制造，一塊芯片上可集成更多的毛細(xì)管，實(shí)現(xiàn)高通量測(cè)序;最后實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)物處理和分析的集成化，減少了人為干擾。

(3) 微流控芯片技術(shù)用于PCR反應(yīng)：用微流控芯片進(jìn)行PCR擴(kuò)增及相關(guān)檢測(cè)時(shí)，可大大簡(jiǎn)化操作步驟、顯著提高檢測(cè)效率。把PCR芯片與毛細(xì)管電泳芯片二者集成起來(lái)，該芯片系統(tǒng)集取樣、PCR擴(kuò)增和CE分離于一體，節(jié)省了試劑消耗、加快了分析速度，同時(shí)也避免了實(shí)驗(yàn)操作中的人為污染。

(4) 微流控芯片技術(shù)用于器官芯片：器官芯片是指在一塊微流控芯片平臺(tái)上模擬器官功能的一種科學(xué)技術(shù)。其主要目標(biāo)是通過(guò)在芯片上模擬生物體的環(huán)境，進(jìn)行細(xì)胞、組織和器官培養(yǎng)，研究并控制細(xì)胞在體外培養(yǎng)過(guò)程中的生物行為，實(shí)現(xiàn)模擬生物體環(huán)境的器官移植和藥物性評(píng)價(jià)等。目前已有腎芯片、肝芯片、胰島芯片、腸芯片、血管糖鄂芯片和腫瘤新品等的臨床應(yīng)用。

(5) 微流控芯片技術(shù)用于液體活檢：通過(guò)構(gòu)建微流控微柱陣列芯片，實(shí)現(xiàn)CTC的高效捕獲與無(wú)損釋放。該方法在癌癥的精準(zhǔn)診斷、用藥指導(dǎo)、療效評(píng)估方面具有重要的應(yīng)用前景。

(6) 微流控芯片技術(shù)用于單細(xì)胞分析：由于細(xì)胞與細(xì)胞之間存在差異，群體細(xì)胞的研究結(jié)果只能得到一群細(xì)胞的平均值，這往往會(huì)掩蓋個(gè)體差異信息。微流控芯片為細(xì)胞生物功能研究提供了新思路。

(7) 微流控芯片技術(shù)用于核酸分析：采用微流控芯片技術(shù)用于PCR擴(kuò)增及相關(guān)檢測(cè)可簡(jiǎn)化操作步驟及顯著提高檢測(cè)效率。

(8) 微流控芯片技術(shù)用于藥物篩選：細(xì)胞藥物篩選的高通量化、減低藥物篩選成本、二維結(jié)構(gòu)或者三維微結(jié)構(gòu)區(qū)域可產(chǎn)生低剪切力、集成化優(yōu)勢(shì)明顯。

審核編輯：湯梓紅