什么是微流控
微流控本质上是一种控制微小流体的平台,因此,微流控本身需要结合其它应用才能凸显其价值。在这个尺度下,流体往往具有不同于宏观尺度的流体特性,如层流;其次,利用微流控能够非常容易的产生和控制微液滴;最后,细胞,大分子(蛋白、核酸等)这些生命基本体在这个尺寸下更容易控制。因此,微流控是研究细胞特别是单个细胞,细胞与细胞之间关系最有效的方法之一。目前,微流控的产业化主要集中在IVD领域,由于分子诊断的技术特点,全自动的微流控分子诊断平台目前较火。
分子诊断与微流控
对于生化和免疫检测,目前的自动化程度已经很高,很多企业的重点已经转变为模块化,流水线。传统PCR检测具有免疫检测所无法比拟的优越性和应用潜力,但它超高的灵敏度使得它对实验环境有苛刻的要求。即便在已经建立的PCR实验室内,检测操作也只能由经过严格训练的实验人员来进行。因此,我认为未来分子诊断一定会像化学发光那样。全自动,全封闭最好能够实现流水线式的分子诊断应该也会是未来的讨论重点。分子检测的结果在很大程度上决定于操作者的技能,而目前分子诊断的需求又在逐步提高。根本的解决办法或许就是高度一体化的全过程自动化操作。
微流控最大的特点就是在追求集成化,自动化。因此,在微流控芯片上进行核酸的提取,扩增和检测,使得整个过程集中在一个芯片上,就能够部分解决目前分子诊断的痛点。目前国内我较为熟悉的微流控HPV检测平台有博晖创新和博奥,他们分别采用不同的技术路径,也可简单作一个对比参考。
博晖创新微流控全自动核酸检测系统简介
博晖创新微流控核酸检测系统分为检测仪和微流控芯片。检测仪一次能够完成6个芯片,共24人份检测。每轮检测时间为4小时。核酸提取、纯化、扩增和基因分型检测都在微流控芯片中完成。主要过程包括细胞的裂解,DNA的抓取和纯化,PCR扩增以及DNA芯片分型检测。
博晖创新HPV芯片检测过程
1、细胞的裂解
宫颈上皮细胞或则分泌液,加入细胞裂解液和蛋白酶K进行细胞的裂解,释放病毒DNA-亚型和基因组DNA-GB。反应时间,10min37oC。
2、磁珠抓取DNA
向含有病毒DNA-亚型和基因组DNA-GB的裂解样本中加入羟基修饰的磁珠和异丙醇,病毒DNA和基因组DNA与磁珠吸附。通过磁铁把吸附有DNA的磁珠聚集,去除上清液即可。
3、磁珠清洗+DNA洗脱
向去除上清液的磁珠中加入漂洗液去除蛋白质杂质和盐离子杂质,加入洗脱液使DNA和磁珠脱离,去除磁珠即可得到纯净的DNA溶液(基因组DNA+病毒DNA)。
4、PCR扩增
聚合酶链式反应,即PCR,进行核酸分子的扩增放大。
5、杂交检测
利用DNA芯片,进行杂交检测。主要原理是在杂交膜上固定不同的DNA探针,当变性后的扩增产物根据碱基互补配对原理与DNA探针结合。通过进一步偶联HRP酶后,加入TMB显色液进行杂交显色。DNA芯片阅读仪读取信号,并做进一步分析。
博晖创新微流控芯片其中,两个PCR反应器分别进行HPV亚型扩增和GB的内参扩增。DNA芯片能够同时对6、11、42、44型等6种低危型HPV和16、18、31、45型等18种高危型HPV进行检测。同时还有GB内参质控和显示质控点,实现良好的内控标准。一次芯片能够完成4份样本检测,反应时间为4小时,其中,提取1小时,扩增2小时,杂交1小时。
博晖创新微流控全自动核酸检测系统主要特点
1、全自动、全封闭的检测过程,减少人为操作,降低使用门槛,减少生物污染。微流控芯片是重要的技术支撑。
2、平台化。尽管博晖创新的核算平台在HPV分型检测有了重要的应用进展,但其实该系统原理上可以实现其它类型的分子诊断。
3、产品成熟,市场前景好。微流控的核酸检测很多公司都在做,能够经得起市场检验的却很少,博晖创新是国内做的较好的一家。
4、较好的质控体系,医院LIS系统连接,自动出检测报告。
微流控HPV分型检测的优势
1、微流控芯片体积小,集成度高,自动化程度高,操作方便,符合POCT理念。医院。
2、产品具有平台化的特点,配合仪器和芯片,理论上只需要开发不同的试剂盒就可以实现其它类型的核酸检测。
3、进行宫颈癌的早期筛查。尽管市场上已经存在HPV疫苗,但疫苗并不能%抵抗所有病毒,进行HPV分型检测可以提早发现感染,减少癌变风险度。目前最成熟的方法就是进行HPV的DNA进行检测。
4、市场前景广。宫颈癌是女性最常见的几个癌症之一,几乎所有的宫颈癌都与HPV病毒有关。进行HPV分型筛查是目前早期诊断宫颈癌最常用的方法。
全文主要采用网上公开消息。
博奥晶典HPV蝶式芯片
博奥晶典蝶式微流控芯片系统分为晶芯RTisochipTM-A恒温扩增微流控芯片核酸分析仪及其微流控蝶式芯片。蝶式芯片因为其操作方便,样品消耗少等特点,已经成功应用于生化检测,天津微纳芯是典型的蝶式芯片的推广者。微流控碟式芯片具有多指标并行检测、样品及试剂用量少,但对于比较复杂的液体控制较为困难。博奥采用LAMP技术,在50-60度之间反应,对芯片气密性要求较低,适合POCT等快检领域。博奥的蝶式芯片有24个检测通道,因此可以很方便的进行多指标的并行检测。
博晖创新和博奥晶典HPV芯片对比