【背景介紹】
血液作為臨床診斷中最普及的樣本，包含了人體中極大比例的生化指標，適用於如免疫診斷、臨床生化、分子診斷和血液診斷等多種研究。血常規，是最基本、最常見的血液檢測，作為醫生臨床診斷病情的常用輔助手段之一。由於血液複雜，傳統的全血細胞計數一方面需要通過自動化血液細胞分析儀或流式細胞儀來實現，且基本局限於在醫院及研究院所由專業人員進行操作。另一方面，針對分子層面的病理分析檢測，血液需要通過離心、分餾、溶解、稀釋等多個步驟處理，在運輸及操作的過程中存在由於不當操作而引起誤差的風險。因此開發集中化的微流控及時診斷檢測器件可以極大的解決了當前的問題，包括提升了檢測的精準性以及減少操作任務的誤操作情況。
【全血到血漿的分離】
血漿中含有疾病、生化檢測大量生化指標，全血樣本提取後需及時分離，-70℃條件下保存。一個月內進行實驗可以-20℃保存，期間不能反覆凍融。凍融過程中的溶血現象會嚴重影響檢測物的指標。溶血釋放的胞內組分往往容易影響本底，甚至出現假陽性，而蛋白酶的釋放可能導致目的蛋白的降解最終影響結果，目的蛋白的大小、穩定性、特異性（相對抗體而言）又影響其自身與酶標板的吸附、自身降解、自身與抗體的結合率等等。有文獻指出，針對同一人的血清和血漿樣本抽提的miRNA總量，血清提取總量要顯著高於血漿，意味著製備方法也會影響這些微量分析物的抽提。目前從報導的文獻來看，從全血中分離血漿的主要挑戰就是儀器無法做到小型化以及集成化，另外也並沒有很好的集成化的產品可以做到將全血分離出血漿並完成片上的生化分析。
血漿富含各種疾病的生物標誌物：循環核酸（CNAs）、蛋白質、代謝物、病毒……所以將血漿從全血中分離出來在生物醫學中具有非常重要的意義。例如，CNAs或一些蛋白質與癌症患者的病理學相關，它們可作為評估惡性腫瘤治療有效性的診斷工具；CNAs還可以用於非侵入性診斷或測試。由於血細胞的存在對這些生物標誌物的精確檢測和進一步分析具有很大的幹擾，所以要求分離出的血漿具有很高的純度。
【利用微流控的方式實現血漿的分離】
離心和過濾是最傳統且廣泛應用的兩種血漿分離方法，但是它們具有一定的局限性。比如離心法耗時耗力，需要專門的技術人員操作，高速的離心旋轉可能會裂解血細胞，甚至會對血漿中的目標分析物造成損害，而過濾法有嚴重的堵塞問題。
在微通道中需要相當工作距離才能夠實現有效沉降：①佔據空間；②血液流動距離過長，可能發生的堵塞或凝結影響沉降效率。通過確定性側向位移、慣性力、粘滯力或迪恩渦等流體力學的方式使細胞受到橫向偏移力，從而實現血細胞與血漿的定向聚集與分離，這種方法的問題是通常需要負壓泵或流體泵實現血漿的持續分離，不易於整體分離裝置的微小型化。另外現有的微流控晶片方法都是基於牛頓流體的特性，需要藉助外界的力場或複雜的管道設計來實現粒子聚焦，而我們發現廣泛存在於我們生活中的非牛頓流體在微流控晶片中對粒子或細胞具有更好的聚焦作用。非牛頓流體其本身具有的粘彈特性，使其對粒子和細胞的聚焦不需要外界的力場和複雜的管道設計，而且非牛頓流體的製備又非常簡單。
【未來產品的展望】
下面這個圖展示的是一種基於微流控晶片的血液分離裝置的示意圖，分別包含全血樣本入口和緩衝液入口，全血樣本流到分叉區（橙色區）後，血漿和紅細胞分別被提取到血漿區和紅細胞區。WBC 流向主通道並被困在 WBC 區（如圖a所示）。圖b展示的是血漿區域以及紅細胞區域的照片，綠色顆粒是填充珠，紅色顆粒是紅細胞。 圖c展示的是捕獲的白細胞以及白細胞的區域圖。
針對及時診斷的床旁檢測產品，尤其是對於用戶而言，最好是微型化，傻瓜式操作的小儀器，不需要專業醫護人員，樣品的提取以及檢測等都需要做簡化，被動微流控晶片具備了上述的優勢但是在產品的成本以及應用上也面臨了不小的挑戰。