微流控技術已經進入「尋常百姓家」

2020-12-03 電子發燒友

微流控技術已經進入「尋常百姓家」

李倩 發表於 2018-08-21 14:06:18

據麥姆斯諮詢報導，過去十年，微流控技術已經進入「尋常百姓家」。即插即用式裝置和特定應用設置的商業可用性，得以將這項革新性技術交付給非專家用戶，支持他們拓展食品、化妝品和藥物傳輸領域的研究。

對乳膠微滴、納米粒和脂質體尺寸的微調能力，與傳統批量生產技術相比具有明顯的優勢，甚至可以實現以前無法實現的生產過程。此外，通過並行操作多張微流控晶片來增加產量，可以保證在整個生產規模上實現一致且可預測的控制。

隨著微流控技術的普及，實驗室也正在尋找更多的應用技術，科學家們想要購買能夠解決應用問題的具體解決方案。製造商必須與客戶對話，以對其實驗室現有和長期的潛在需求建立清晰的認知。

通過與最新的微流控應用保持同步，製造商可以確保持續提供實驗室所需的一切，不管是該領域專家所需的單獨組件，還是非專業用戶所需的現成系統。

為科學家們提供研究工具

過去，製造商會出售單獨的微流控組件——晶片、連接器和微泵，並不真正了解客戶的預期應用，但是現在這一局面已經發生了變化。

現在，人們對科學家所做的事情產生更大的興趣，開始了解他們的工作並提供向前邁進所需的工具。吸引非微流控專業的科學家是該技術得以廣泛採用的關鍵，其中一種方法是提供針對特定應用定製的即用型系統，包含啟動和快速運行所需的一切，並且只需要簡單的培訓。

這種方案使用戶相信，製造商採納了他們的意見，並提供可以解決問題的完整解決方案。而不只是簡單地丟給他們一套組件，讓他們自己想辦法去做。科學家們不需要了解所有的技術細節，只需要知道該系統是否可以完成該項工作。

另一方面，有些研究人員對微流控技術非常熟悉。這些用戶經常需要為特定應用指定系統，或需要一個能夠根據需要進行調整的開放平臺，以適應不斷變化的應用。在這種情形下，定製化套件可以滿足上述需求，將指定的單獨組件與定製化系統結合，用於藥物開發、微粒生成或細胞包覆封裝等應用。

廣泛地應用

如今，增長最快的應用領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。不同於口服止痛藥的「快速出擊」，這類藥物可以在數小時或數天內從聚合物中緩慢釋放出來，從而持續提供較低劑量的藥物。該應用需要一個經過設計的微泵，能夠非常平滑、精準地控制流量，確保可重複產生大小一致的液滴。

最近的一項開發成果也顯示了藥物傳輸應用的潛力，它是一種基於脂質體的系統。脂質體是由脂質雙分子層形成的疏水膜包圍的含水核心，可以負載疏水或親水分子。脂質雙分子層可以與其它雙分子層（如細胞膜）融合，將脂質體內容物傳遞至人體內的作用部位。

雖然製藥行業是微流控技術的主要用戶，但是小型生物科技公司和學術機構也對該技術產生了興趣。研究人員正在廣泛使用微流控技術進行單細胞包覆，例如，將探索單細胞轉錄組RNA測序（scRNA-Seq）作為一種工具，可以簡單且穩固地獲取數千個單細胞的轉錄組。前所未有地實現對細胞水平組織的深入了解。

目前，微流控技術的另一大真正「熱門」的領域是不斷發展的晶片實驗室技術，輔以器官晶片的概念，旨在用微流控晶片模仿器官功能。

除了生物分析應用，微流控技術也與諸多領域相關聯。實際上，液滴生成的乳液，其粒徑可以實現從納米粒到微乳再到大液滴。化妝品、食品和染料等產品都是液滴，因此微流控技術在這些行業和其它領域均具有巨大潛力。如香奈兒等化妝品公司，正在試驗在實驗室規模使用微流控技術。對他們而言，下一步是將產程放大，以製造更大量的產品，上述目標可以通過使用多個微流控系統並行處理來實現。

總結

自20世紀80年代以來，微流控技術已經走過了漫長的道路。如Dolomite Microfluidics等公司不僅開發了易於組裝的單個組件，包括微泵、晶片和傳感器，也開發了完整的系統，使該技術更容易被廣泛的研究人員、專家和非專業人士所接受。

時至今日，科學家們可以花更多的時間去開發微流控技術的新應用，而不是專注於技術的提高。

隨著該技術越來越普及，可延伸的應用也將如雨後春筍一般不斷湧現。

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