微流控技術在POCT儀器開發中的作用

2021-01-17 ITL創新器械開發

自1990年代開發出第一批商用POCT儀器以來,微流體技術帶來的卓越優勢,受到越來越多的廠商的青睞。微流控技術在即時診斷中的應用獲得了飛速的發展。

POCT測試大大改善了醫療保健的診斷水平,從而實現了疾病的早期發現,實時監控和個性化定製檢測,尤其針對偏遠且資源匱乏的地區, POCT產品有效的解決了檢測時間長,價格昂貴的問題,減輕了給患者在時間和經濟上帶來的諸多壓力。

POCT儀器開發需要考慮什麼?

開發POCT診斷儀器可能會帶來許多挑戰。很多在傳統IVD產品設計時的慣用理念可能在POCT產品上是行不通的。在低資源地區使用而設計的儀器需要足夠堅固,並且尺寸應適當縮小,重量輕,以便於攜帶,當然保持成本低廉也很關鍵,以便在患者床邊或家庭個人護理中使用。POCT儀器使用的樣本量較小,使用者也可能是沒有受過培訓的普通人,因此要實現與標準實驗室設備相同的檢測限將是一個挑戰。另外,POCT儀器臨床實驗將遭遇更嚴格的認證標準和質量控制保證等。哥倫比亞大學Sia實驗室的博士生Samiksha Nayak說:「分析化學,流體,硬體和軟體的集成仍然是開發實用POC診斷工具的關鍵挑戰。從概念驗證階段轉移到可擴展且可持續的完全集成儀器需要花費大量的精力和投資。」

微流控扮演什麼角色?

Hassan博士認為,微流體技術所帶來的優勢正好與POCT儀器研發的理念完美契合;較小的樣品量,較低的測試成本和更快的周轉時間。微流控的這些優勢使得POCT儀器在從傳染病到癌症等多種疾病的診斷中如虎添翼。

例如,最近在伊利諾伊大學的綜合生物醫學/納米技術與應用實驗室中成功開發微流控POCT敗血症晶片,該檢測僅需10微升血樣,即可在30分鐘左右量化嗜中性白細胞的白細胞總數。治療速度對於敗血症患者來說非常重要,但是使用全身性炎症反應症候群標準的傳統診斷可能具有高度的非特異性,而且需要花費數天的時間,通過快速分析特定的分子生物標誌物,敗血症晶片可幫助更快地診斷疾病的發作,這可改善患者的預後。

為了改善百日咳的診斷方法,研究團隊正在開發紙質微流體POCT適用於資源有限的國家/地區。這款低成本生物晶片估計僅需花費幾美元,它集成了等溫DNA擴增,其靈敏度和特異性與實時PCR大致相同。在不到一個小時的時間內,可以通過顏色變化檢測百日咳細菌的存在,這種方法可以比現有方法更快速,更便宜地診斷出具有高度傳染性和潛在威脅生命的疾病。

POCT作為最具有發展潛力的IVD細分領域之一,正處於快速成長階段。為了適應更廣闊的應用前景,POCT儀器開發人員在產品研發過程中必須更全面的考慮產品使用,上市要求等各方面因素,包括臨床工作,產品性能和特點,監管政策和法規。尤其也要考慮到現階段電子醫療和大數據分析等非傳統組件為該領域帶來的新的火花。

ITL集團是擁有43年醫療器械設計開發生產經驗的專業產品化服務機構,在體外診斷包括POCT領域一直處於領先地位,ITL一直研究醫療領域,通過新興的POCT產品提供實時數據,快速診斷和治療成為可能。如果您有POCT產品設計開發項目,請跟我們聯繫,讓我們為提供更多的創新和機遇。

相關焦點

  • 微流控晶片開發:用於環境分析的微流控技術
    儘管工業化一直是經濟增長的主要驅動力,由於有毒廢物和汙染被排放到生態系統中,為環境保護的權衡卻帶來了不利影響。隨後,出現了各種檢測,監視和清除技術,從簡單的分離技術到高級修復技術。在宏觀或工業規模上開展既定工作後,雖然可以輕鬆捕獲和保留某些汙染物,但檢測極限和當前可用技術的成本仍然是主要障礙,而關於使用微流控技術收集和檢測汙染物例如重金屬離子,揮發性有機化合物,有機和無機離子,細顆粒物,甚至微生物方面的應用越來越多了。因此導致微流控技術在環境分析的應用得到了快速發展。
  • 微流控晶片設計在POCT產品設計中的重要性
    目前,微流控技術已大勢所趨,也是現代POCT行業技術的首選。但是,把微流控應用於體外診斷,實現微流控體外診斷技術產業化可能存在一些困難。一次性晶片耗材通常需要以簡單的方式整合複雜的功能,並且體積儘可能小。因此往往採用高精度微流控盒的形式。
  • 微流控晶片行業研究|微流控技術|晶片|生物|診斷|化學|-健康界
    對於一個成熟的產業鏈而言,一個複雜的產品的不同組件是由不同公司大規模的生產,然後有某個掌握一個或者幾個核心技術的公司組裝而成。在微流控的產業化中,由於這個技術還不太成熟,產品缺乏相應的標準化和規範化,目前還沒法實現組件的通用化。這樣也就沒法形成上下遊公司合作式的開發一個產品的模式。
  • 微流控技術:微流控裝置製造中的要點
    在過去的幾十年裡,微流控技術在生物醫學研究和臨床應用中發揮了極大的優勢。由於全球人口老齡化以及工業化國家醫療基礎設施的增加,預計到2021年,微流控市場將達到87.8億美元。微流控技術通過主動或被動力來處理少量流體,通常為微升和納升來執行所需的測試。
  • 淺談微流控技術發展及應用
    本篇文章將從微流控技術發展重要時間節點、開發微流控晶片需要考量的主要因素以及熱門應用領域三方面簡單介紹微流控技術。微流控技術發展的重要時間節點1. 20世紀90年代Manz、Harison等人開展早期的晶片電泳研究,並提出了微-全分析系統(μ-TAS)的概念。
  • 微流控設計研發:微流控技術研究應用新進展
    微流控技術的優勢早已被人們所熟知,隨著晶片加工工藝的發展進步,人們越來越多地將這一技術應用於商業化項目,使這些商業產品越來越向微型,集成化和自動化方向發展。而更多的科學家則是將微流控晶片技術應用到基礎研究上,為原有的醫學診療打開了另一扇大門,有效地降低病人的痛苦,提高診斷效率。
  • 微流控設計攻略!
    隨著體外診斷設備逐漸向小型化便捷化的趨勢發展,微流控技術由於其可在微小空間內精確控制流體運動,成為了現在眾多體外診斷企業爭相嘗試的一項創新技術,其在醫學診斷,藥物篩查,單分子研究中的應用為科學家解決了很多難題。
  • 微流控設計研發:慣性微流控聚焦的應用
    如果懸浮液包含不同尺寸的微粒,則經過足夠長的距離後,它將在螺旋微通道中分成幾條相同尺寸的微粒流。單個微粒流可通過適當設計的出口系統收集。慣性聚焦微流控儀器最突出的應用是細胞分選或細胞分離,這些儀器的核心是一個或幾個螺旋通道。使用少量樣品是他們最大的優勢,其次是高通量分析。
  • 從三方面介紹微流控技術發展及應用
    微流控技術問世至今,不過近30年歷史,但其發展迅猛,被稱為下一代醫療診斷「顛覆性技術」。本篇文章將從微流控技術發展重要時間節點、開發微流控晶片需要考量的主要因素以及熱門應用領域三方面簡單介紹微流控技術。
  • 微流控技術「顛覆」在哪裡?
    微流控技術實際應用  從市場應用來看,目前還只是集中在生物、醫藥等領域,其他更多還處於科研探索階段。  體外診斷(IVD)  從目前的應用來看,體外診斷是微流控技術的最大應用場景。而體外診斷中,微流控技術的重點應用在於化學發光(免疫診斷)和分子診斷中。
  • 一個註定要被深度產業化的技術——微流控解析
    一、微流控發展歷史  微流控是伴隨著微機電加工系統(MEMS)技術的發展而來的。MEMS技術是指用半導體技術,將現實生活中的機械系統微型化,形成微型電子機械系統。微流控正是基於MEMS技術特點,將一個大型實驗室系統縮微在一個玻璃或塑料基板上,從而複製複雜的生物學和化學反應全過程,快速自動地完成實驗。其特徵是在微米級尺度構造出容納流體的通道、反應室和其它功能部件,操控微米體積的流體在微小空間中的運動過程,從而構建完整的化學或生物實驗室。
  • 一個註定要被深度產業化的技術——微流控解析
    一、微流控發展歷史微流控是伴隨著微機電加工系統(MEMS)技術的發展而來的。MEMS技術是指用半導體技術,將現實生活中的機械系統微型化,形成微型電子機械系統。微流控正是基於MEMS技術特點,將一個大型實驗室系統縮微在一個玻璃或塑料基板上,從而複製複雜的生物學和化學反應全過程,快速自動地完成實驗。
  • 眾人拾柴火焰高,不斷前進的微流控技術
    本世紀初微納流控系統經歷了爆發式的發展,在多學科交叉的領域中佔有重要地位。在經歷了急速發展後,這個領域逐漸趨於成熟,出現了很多成功的應用案例,特別是對一些國際性前沿科學問題的解決起到了關鍵的作用。本次會議上,筆者注意到,很多科研人員正在探索如何利用微納流控技術更好地服務於不同領域的前沿研究,這一點從以下的這些報告中就可以感受到。
  • 一個註定要被深度產業化的技術:微流控解析
    一、微流控發展歷史微流控是伴隨著微機電加工系統(MEMS)技術的發展而來的。MEMS技術是指用半導體技術,將現實生活中的機械系統微型化,形成微型電子機械系統。微流控正是基於MEMS技術特點,將一個大型實驗室系統縮微在一個玻璃或塑料基板上,從而複製複雜的生物學和化學反應全過程,快速自動地完成實驗。
  • 國內微流控技術:IVD產業最早迎收穫期
    微流控的「微」是指實驗儀器設備的微型化(尺寸為數十到數百微米);「流」是指實驗對象屬於流體(體積為納升到阿升);「控」代表著在微型化設備上對流體的控制、操作和處理。它屬於一種底層技術,交織著化學、流體物理、微電子、新材料等多門學科知識,從理論上說任何流體參與的實驗,都應有微流控技術的一席之地。
  • 微流控技術已經進入「尋常百姓家」
    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。
  • 微流控技術的起源
    這就是微流控技術必將火起來的基礎。 微流控技術 微流控(microfluidics)是一種精確控制和操控微尺度流體, 以在微納米尺度空間中對流體進行操控為主要特徵的科學技術,具有將生物、化學等實驗室的基本功能諸如樣品製備、反應、分離和檢測等縮微到一個幾平方釐米晶片上的能力,其基本特徵和最大優勢是多種單元技術在整體可控的微小平臺上靈活組合、規模集成。
  • 2018第二屆微流控技術前沿研討會圓滿召開
    林炳承教授在生物谷記者採訪中說道,「微流控晶片是當代極為重要的新興科學技術平臺和國家層面產業轉型的潛在戰略領域,科技部欽定的「顛覆性技術」,其中的器官晶片被達沃斯論壇評為2016年世界「十大新興技術」之一。微流控技術的產業化是一種必然趨勢。值得慶幸的是,這種態勢在中國已經出現,猶如星星之火,大有燎原之勢」。
  • 高速攝像機在微流控技術中的應用
    多相微流體系統研究對微流控技術發展非常關鍵。如何建立多相微流體系統相關研究基礎理論,解析其反應過程與機制,實現對流體流動及反應的精準調控,高速攝像機及測量技術可在此研究過程中發揮重要作用。微流控、兩相/多相流案例圖:iX Cameras高速攝像機i-SPEED 716:高解析度 2048x1536 像素傳感器滿畫幅最高5,315 fps 7,960 fps @ 1080p
  • 微流控技術的研究發展及應用前景
    早在2003年,微流控技術就被福布斯(Forbes)雜誌評為影響人類未來15件最重要的發明之一。這項技術使得實驗室研究產生了革命性的變化,並在生物化學、醫學等諸多領域得到了廣泛應用。我們來看看微流控技術目前的研究發展及應用前景。 微流控晶片細胞分離 通過不同的分選原理,微流控晶片可實現對不同細胞的分離。