5月份，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《十四五生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，提出開展前沿生物技術(shù)創(chuàng)新。加快發(fā)展高通量基因測(cè)序技術(shù)，推動(dòng)以單分子測(cè)序?yàn)闃?biāo)志的新一代測(cè)序技術(shù)創(chuàng)新，不斷提高基因測(cè)序效率、降低測(cè)序成本。加強(qiáng)微流控、高靈敏等生物檢測(cè)技術(shù)研發(fā)。

這是我國(guó)的第一部生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，重點(diǎn)提及了微流控、測(cè)序等技術(shù)，可見這類生物檢測(cè)技術(shù)的重要性。

微流控是在含有微米級(jí)通道的設(shè)備中精準(zhǔn)處理和操控微小流體涉及的科學(xué)和技術(shù)，可將多種技術(shù)單元組合在幾平方厘米的芯片上，亦被稱為“芯片實(shí)驗(yàn)室”或者“微全分析系統(tǒng)”。

不同于宏觀的流體，微流控微通道內(nèi)流體的雷諾系數(shù)極低，呈現(xiàn)層流現(xiàn)象，流體的擴(kuò)增動(dòng)力學(xué)高度可控、可預(yù)測(cè)；重力作用減弱，表面張力和界面張力凸顯；毛細(xì)管力凸顯，允許液體逆重力運(yùn)動(dòng)。同時(shí)我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)微通道的形狀、長(zhǎng)寬度等性質(zhì)改變流體的力學(xué)性質(zhì)。

基于這些優(yōu)勢(shì)微流控被廣泛用于體外診斷診斷行業(yè)，并具有重要的市場(chǎng)應(yīng)用前景，Research and Markets分析報(bào)告顯樂(lè)，2020年全球微流控設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到31億美元，預(yù)計(jì)2020年至2027年間我國(guó)微流控設(shè)備市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率19.2%,到2027年,市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到19億美元。

我國(guó)對(duì)于微流控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的布局已早，2016年至2017年，我國(guó)出臺(tái)相關(guān)政策推進(jìn)微流控領(lǐng)域科技創(chuàng)新，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出體外診斷產(chǎn)品要突破微流控芯片等關(guān)鍵技術(shù)，科技部發(fā)布《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新多項(xiàng)規(guī)劃》，將微流控芯片納入到新一代生物檢測(cè)技術(shù)中。

因此我國(guó)專家學(xué)者對(duì)于微流控技術(shù)的研究也是位居世界一流，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)和美國(guó)在2014年發(fā)文量位居前列。

（魏巍等《微流控技術(shù)研究的可視化分析》，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志2022年6月第39卷第3期）

即時(shí)診斷設(shè)備與試劑具有便攜化、簡(jiǎn)單化、結(jié)果及時(shí)化的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)患者護(hù)理現(xiàn)場(chǎng)或床旁檢測(cè)，對(duì)于傳染性疾病的快速診斷、戶外現(xiàn)場(chǎng)診斷和家庭健康監(jiān)測(cè)具有重要意義。

微流控芯片憑借在微小可控的平臺(tái)對(duì)多種技術(shù)單元進(jìn)行靈活組合與規(guī)模集成的優(yōu)勢(shì)，成為即時(shí)診斷的主流技術(shù)。基于微流控技術(shù)成功商業(yè)化的典型產(chǎn)品包括Abaxis公司的Piccolo生化芯片檢測(cè)系統(tǒng)、雅培公司的i-STAT血?dú)夥治鰞x和Cepheid公司的GeneXpert系列PCR分析儀。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)基于微流控免疫熒光法和磁微粒化學(xué)發(fā)光法等即時(shí)診斷產(chǎn)品相繼獲批上市。在便攜和快捷基礎(chǔ)上，基于微流控芯片的即時(shí)診斷主要研究焦點(diǎn)為發(fā)展特異性好與靈敏度高的快速檢測(cè)技術(shù)。

在核酸檢測(cè)方面，恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)因其無(wú)需梯度變溫的特點(diǎn)，仍是目前研究的熱點(diǎn)之一。比如說(shuō)優(yōu)思達(dá)的設(shè)備、杰毅生物剛剛獲批的產(chǎn)品就是基于恒溫技術(shù)開發(fā)而來(lái)的一體機(jī)，即實(shí)現(xiàn)了操作簡(jiǎn)單一體化的需求，同時(shí)溫控要求的降低也使得設(shè)備的開發(fā)和升級(jí)相對(duì)要容易一些。甚至還可以研發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)居家檢測(cè)的核酸POCT產(chǎn)品，這也是很多人非常看好恒溫技術(shù)的一大原因，能夠真正的走進(jìn)居家場(chǎng)景。

能夠?qū)崿F(xiàn)居家或者無(wú)需設(shè)備的POCT產(chǎn)品，就不得不提到紙基微流控技術(shù)，這種技術(shù)使用紙張作為基底.具有成本低、加工簡(jiǎn)易、攜帶和使用快速便捷的特點(diǎn)，主要應(yīng)用于快速診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景，但就目前來(lái)看，紙基微流控的技術(shù)差異度還是比較大，紙質(zhì)芯片的精確度和速度是制約這項(xiàng)技術(shù)的瓶頸。

除了恒溫技術(shù)，微流控在RT-PCR、數(shù)字PCR以及測(cè)序等領(lǐng)域也有很多的應(yīng)用。嘉興艾科諾楊總的一句話“在賽沛做出GeneXpert這款產(chǎn)品的時(shí)候，可能也沒(méi)想過(guò)啥是微流控”，畢竟GeneXpert系統(tǒng)2006年就上市了，但從學(xué)術(shù)上來(lái)看，也是從2006年《Nature）雜志發(fā)表的一期“芯片實(shí)驗(yàn)室”的專輯，從不同角度闡述了微流控芯片的應(yīng)用前景之后才開始流行這個(gè)概念。

鎖炎也跟在湯博和楊總的后面說(shuō)兩句，微流控的核心在于“微”和“控”，有人說(shuō)最重要的是“微”，做不到微那就代表不了技術(shù)的先進(jìn)性，所以要讓液體的雷諾系數(shù)很低，表面張力大于重力的時(shí)候，才是微流控；有些人說(shuō)最重要的是“控”，微的目的也是控，最難的也是控，只有控的好，微流控才能做好，所以能夠控制液體按照要求流動(dòng)的，那就是微流控，這么說(shuō)好像也對(duì)。

我想說(shuō)的是，即便是在分子這個(gè)領(lǐng)域微流控也是差異很大，比如說(shuō)數(shù)字PCR對(duì)于“微”的追求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于RT-PCR，RT-PCR在做一體機(jī)的時(shí)候，就要控的好就行。所以也不用去糾結(jié)微流控這三個(gè)字的正確標(biāo)準(zhǔn)是啥，畢竟談起微流控大家都還是能夠理解的，換個(gè)詞或者分個(gè)組還真的不一定能夠聊到一起。從我們做產(chǎn)品的角度來(lái)看，也從來(lái)不是要去做微流控，而是要通過(guò)微流控去做個(gè)有價(jià)值的產(chǎn)品。

當(dāng)然對(duì)“微”和“控”孰多孰少的問(wèn)題，搞分子的同學(xué)可以去研究一下GeneXpert的試劑盒、filmarray的檢測(cè)卡以及Bio-Mark?超高通量基因分析系統(tǒng)和 QuantStudio1M 3D 數(shù)字 PCR 系統(tǒng)(Life Technologies公司)，研究完了可能以后就不糾結(jié)這個(gè)問(wèn)題了。

微流控技術(shù)還可以用來(lái)做循環(huán)腫瘤細(xì)胞、外泌體的分離與純化和循環(huán)核酸的分析，相比傳統(tǒng)方法，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，同時(shí)通過(guò)微流控技術(shù)之后的樣本檢測(cè)往往能夠排除一些干擾獲得更高的靈敏度。

循環(huán)腫瘤細(xì)胞分析技術(shù)主要包括無(wú)標(biāo)簽技術(shù)和免疫親和技術(shù)，其中無(wú)標(biāo)簽技術(shù)基于大小、密度和介電性能等物理性質(zhì)分離目標(biāo)細(xì)胞，免疫親和技術(shù)則主要基于細(xì)胞表面特異性表達(dá)的蛋口標(biāo)志物實(shí)現(xiàn)分離。

比如說(shuō)CellRich?免疫磁微粒捕獲儀，該設(shè)備采用微流控芯片技術(shù)及梯度磁場(chǎng)對(duì)免疫磁微粒復(fù)合物(細(xì)胞)進(jìn)行特異性吸附，實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞富集和染色鑒定。2017年Genomics公司推出基于微流控技術(shù)的10x Genomics Chromium單細(xì)胞捕獲系統(tǒng)，該產(chǎn)品通過(guò)微流控技術(shù)實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞的分離。2021年該公司又推出了高通量Chromium X系列，一次運(yùn)行可分析數(shù)百到數(shù)十萬(wàn)細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)多樣本的同時(shí)檢測(cè)。

微流控涉及醫(yī)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)和電子學(xué)等多學(xué)科交叉，對(duì)研發(fā)人員綜合能力要求較高，我國(guó)是在微流控領(lǐng)域研究水平較高的國(guó)家之一，但在高端產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化方面仍落后于歐美等國(guó)家。高精密芯片加工仍存在成本高、加工難、良品率低的問(wèn)題。

但我始終看好微流控技術(shù)在IVD領(lǐng)域的應(yīng)用，不管是分子還是生化免疫，技術(shù)優(yōu)勢(shì)永遠(yuǎn)都是在的，但是值得交流探討的是這種技術(shù)的具體應(yīng)用啦。