盤(pán)點(diǎn)微流控技術(shù)在實(shí)驗(yàn)革新中的應(yīng)用

據(jù)麥姆斯咨詢(xún)報(bào)道，過(guò)去十年，微流控技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入“尋常百姓家”。即插即用式裝置和特定應(yīng)用設(shè)置的商業(yè)可用性，得以將這項(xiàng)革新性技術(shù)交付給非專(zhuān)家用戶(hù)，支持他們拓展食品、化妝品和藥物傳輸領(lǐng)域的研究。

對(duì)乳膠微滴、納米粒和脂質(zhì)體尺寸的微調(diào)能力，與傳統(tǒng)批量生產(chǎn)技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，甚至可以實(shí)現(xiàn)以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)過(guò)程。此外，通過(guò)并行操作多張微流控芯片來(lái)增加產(chǎn)量，可以保證在整個(gè)生產(chǎn)規(guī)模上實(shí)現(xiàn)一致且可預(yù)測(cè)的控制。隨著微流控技術(shù)的普及，實(shí)驗(yàn)室也正在尋找更多的應(yīng)用技術(shù)，科學(xué)家們想要購(gòu)買(mǎi)能夠解決應(yīng)用問(wèn)題的具體解決方案。制造商必須與客戶(hù)對(duì)話(huà)，以對(duì)其實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有和長(zhǎng)期的潛在需求建立清晰的認(rèn)知。通過(guò)與最新的微流控應(yīng)用保持同步，制造商可以確保持續(xù)提供實(shí)驗(yàn)室所需的一切，不管是該領(lǐng)域?qū)＜宜璧膯为?dú)組件，還是非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)所需的現(xiàn)成系統(tǒng)。

為科學(xué)家們提供研究工具

過(guò)去，制造商會(huì)出售單獨(dú)的微流控組件——芯片、連接器和微泵，并不真正了解客戶(hù)的預(yù)期應(yīng)用，但是現(xiàn)在這一局面已經(jīng)發(fā)生了變化?，F(xiàn)在，人們對(duì)科學(xué)家所做的事情產(chǎn)生更大的興趣，開(kāi)始了解他們的工作并提供向前邁進(jìn)所需的工具。吸引非微流控專(zhuān)業(yè)的科學(xué)家是該技術(shù)得以廣泛采用的關(guān)鍵，其中一種方法是提供針對(duì)特定應(yīng)用定制的即用型系統(tǒng)，包含啟動(dòng)和快速運(yùn)行所需的一切，并且只需要簡(jiǎn)單的培訓(xùn)。這種方案使用戶(hù)相信，制造商采納了他們的意見(jiàn)，并提供可以解決問(wèn)題的完整解決方案。而不只是簡(jiǎn)單地丟給他們一套組件，讓他們自己想辦法去做?？茖W(xué)家們不需要了解所有的技術(shù)細(xì)節(jié)，只需要知道該系統(tǒng)是否可以完成該項(xiàng)工作。另一方面，有些研究人員對(duì)微流控技術(shù)非常熟悉。這些用戶(hù)經(jīng)常需要為特定應(yīng)用指定系統(tǒng)，或需要一個(gè)能夠根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整的開(kāi)放平臺(tái)，以適應(yīng)不斷變化的應(yīng)用。在這種情形下，定制化套件可以滿(mǎn)足上述需求，將指定的單獨(dú)組件與定制化系統(tǒng)結(jié)合，用于藥物開(kāi)發(fā)、微粒生成或細(xì)胞包覆封裝等應(yīng)用。

廣泛地應(yīng)用

如今，增長(zhǎng)最快的應(yīng)用領(lǐng)域是將藥物包覆封裝在可生物降解的聚合物中，以緩慢釋放藥物。不同于口服止痛藥的“快速出擊”，這類(lèi)藥物可以在數(shù)小時(shí)或數(shù)天內(nèi)從聚合物中緩慢釋放出來(lái)，從而持續(xù)提供較低劑量的藥物。該應(yīng)用需要一個(gè)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的微泵，能夠非常平滑、精準(zhǔn)地控制流量，確?？芍貜?fù)產(chǎn)生大小一致的液滴。

最近的一項(xiàng)開(kāi)發(fā)成果也顯示了藥物傳輸應(yīng)用的潛力，它是一種基于脂質(zhì)體的系統(tǒng)。脂質(zhì)體是由脂質(zhì)雙分子層形成的疏水膜包圍的含水核心，可以負(fù)載疏水或親水分子。脂質(zhì)雙分子層可以與其它雙分子層（如細(xì)胞膜）融合，將脂質(zhì)體內(nèi)容物傳遞至人體內(nèi)的作用部位。雖然制藥行業(yè)是微流控技術(shù)的主要用戶(hù)，但是小型生物科技公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)也對(duì)該技術(shù)產(chǎn)生了興趣。研究人員正在廣泛使用微流控技術(shù)進(jìn)行單細(xì)胞包覆，例如，將探索單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組RNA測(cè)序（scRNA-Seq）作為一種工具，可以簡(jiǎn)單且穩(wěn)固地獲取數(shù)千個(gè)單細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組。前所未有地實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞水平組織的深入了解。

目前，微流控技術(shù)的另一大真正“熱門(mén)”的領(lǐng)域是不斷發(fā)展的芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，輔以器官芯片的概念，旨在用微流控芯片模仿器官功能。除了生物分析應(yīng)用，微流控技術(shù)也與諸多領(lǐng)域相關(guān)聯(lián)。實(shí)際上，液滴生成的乳液，其粒徑可以實(shí)現(xiàn)從納米粒到微乳再到大液滴?；瘖y品、食品和染料等產(chǎn)品都是液滴，因此微流控技術(shù)在這些行業(yè)和其它領(lǐng)域均具有巨大潛力。如香奈兒等化妝品公司，正在試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模使用微流控技術(shù)。對(duì)他們而言，下一步是將產(chǎn)程放大，以制造更大量的產(chǎn)品，上述目標(biāo)可以通過(guò)使用多個(gè)微流控系統(tǒng)并行處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。

總結(jié)

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，微流控技術(shù)已經(jīng)走過(guò)了漫長(zhǎng)的道路。如Dolomite Microfluidics等公司不僅開(kāi)發(fā)了易于組裝的單個(gè)組件，包括微泵、芯片和傳感器，也開(kāi)發(fā)了完整的系統(tǒng)，使該技術(shù)更容易被廣泛的研究人員、專(zhuān)家和非專(zhuān)業(yè)人士所接受。時(shí)至今日，科學(xué)家們可以花更多的時(shí)間去開(kāi)發(fā)微流控技術(shù)的新應(yīng)用，而不是專(zhuān)注于技術(shù)的提高。隨著該技術(shù)越來(lái)越普及，可延伸的應(yīng)用也將如雨后春筍一般不斷涌現(xiàn)。