生命科学中的微流体:回顾前进
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微流体领域已经存在了20多年。在20世纪80年代出现并成为喷墨打印机墨盒和微推进装置等各种产品的重要组成部分后,微流体的好处很快就被用于生命科学。然而,在最初的大量兴趣、炒作和资金投入之后,微流体在生命科学中的广泛实际应用未能实现。事实上,很少有实用的微流控设备真正进入市场,该领域在21世纪初之前的十多年里几乎停滞不前。
然而,从那时起,随着芯片实验室(LOAC)技术在各种不同实验室的吸收和实际应用,该领域重新充满活力。随着护理点诊断等领域处于领先地位,其迅速引入快速发展的下一代仪器,如大规模并行DNA测序仪,这表明微流体/芯片实验室技术可能最终实现其潜力。
推动LOAC技术向前发展
在过去十年中,材料和技术取得了许多进步,使LOAC技术成为单一产品,并促进了它们与各种类型的研究仪器的集成。微流控设备制造的进步,例如从玻璃和硅到聚合物基材料的转变,极大地降低了成本,增加了流控系统设计的灵活性。
也许最重要的是,LOAC社区从80年代和90年代在成功的组件集成、产品专注和设备制造方面所犯的错误中吸取了教训。当时LOAC设备的开发,特别是在分子生物学领域,集中在单个组件的开发上,忘记了设备集成、样品制备和试剂稳定性的实际方面。在设备商业化过程中,这导致了许多引人注目的故障,其中各个组件被证明是相互不兼容的,使后续系统无法广泛使用。因此,该领域现在真正强调开发具有明确项目目标的连贯和集成LOAC设备。
此外,“微流控铸造厂”的发展及其提供的相关设计、制造和加工服务,正在推动微流控设备在一般实验室环境中的应用。从历史上看,由于缺乏内部专业知识和经验,大多数实验室都认为将微流体系统集成到他们的工作流程和过程中是困难的。然而,将设备开发和制造外包给这些铸造厂意味着研究人员能够设计出适合他们的需求和项目目标的流体设备,而不需要在设备和人员方面进行大规模投资。
未来
很明显,微流控技术将在未来的生命科学中发挥重要作用。微流控技术的商业化仍然很困难,但最近在分子和临床诊断设备开发方面的成功,以及将微流控技术插入仪器中,都表明这是可以实现的。允许患者进行自我检测的设备越来越近,在基础研究中削减成本的需求日益增加,这意味着化验小型化将越来越受欢迎。无论如何,在该领域工作的研究人员必须记住考虑项目的目标,设备如何集成到整个工作流程中,以及系统提供的现实利益,设计出满足研究和/或诊断需求的产品。因此,他们必须小心谨慎,不要倒退到开发理论上可靠但实际不起作用的系统。
目前,微流体的前景是光明的…只要这个行业继续从过去的教训中吸取教训。
看到变化
在选择生物在过去的五年里,我们在全球范围内举办了多次LOAC会议,并有幸看到了该领域的变化和发展。这就是为什么我们很高兴通过与新加坡制造技术研究所等组织合作,保持在微流体行业的前沿。作为他们20周年庆典的一部分,我们将联合制作"亚洲在新加坡开会。有机会参观新加坡制造技术研究所的实验室,对代表们来说,这将是一个很好的机会,让他们感受该学科的进步。
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