液滴微流体的性能指标
液滴微流体技术已经在高通量筛查和诊断领域得到了广泛应用。然而,对基于液滴的测定的性能进行分析的工作很少。
最近从Tang等旨在将文献中已知的应用于基于液滴的分析的性能指标的分析。这项工作与基于两种过程的诊断和生物医学应用具有特定的相关性:酶反应和液滴中的细胞培养。
我们采访了斯坦福大学机械工程系的助理教授Sindy Tang,以了解更多关于液滴微流体以及改进性能指标所带来的好处。
AB:为什么对液滴分析的性能分析如此有限?
Sindy Tang (ST):液滴微流控仍然是一个相对较新的领域——微流控的这个子领域大约在2003年才开始兴起,当时首次表明可以在微流控通道中以非常高的速率(每秒1000滴)产生高度均匀的液滴大小。从那时起,研究重点一直是开发不同的组件来操作芯片上的液滴,并证明将液滴用于广泛的生化分析的可行性。在过去的几年里,很明显,这项技术工作得非常好,它可能成为下一代超高通量筛选应用的一个非常有竞争力的平台。液滴微流体的应用已经从学术实验室扩展到商业世界(例如RainDance, QuantaLife(现在是BioRad的一部分))。因此,从整体上理解分析的性能,并将液滴微流体与其他现有技术(如微量滴度板)进行比较的能力将是下一个必要的步骤。
AB:增进了解会带来什么好处?
ST:目前,微量滴度板在制药和生物技术公司中随处可见;广泛采用微量滴定板的关键之一是每个井和每个板的尺寸(例如直径、深度和间距)的标准化。目前在商业上可获得的井数和尺寸是离散的:每个板上有6、12、24、48、96或384口井。尺寸标准化在生物技术和工程的每一个成熟领域都很常见(例如,在电子领域,电阻和电容器是用预先定义的离散单元制造的)。
随着液滴微流体技术的成熟,下一个相关的问题是如何将液滴标准化?因此,这个标准化问题导致我们更仔细地考虑液滴尺寸和其他参数对液滴分析性能的影响,然后才可以说什么应该成为标准。
AB:在您的文章中,您指出液滴微流体在高通量筛选应用中具有巨大的前景。这种技术的哪些特点使它如此适合这些应用程序?
高通量特性(比目前的96孔板技术快3个数量级),以及每个反应的小体积(~ pL在液滴中,vs . 100 uL在孔中)使得液滴技术对需要筛选大量反应或分子(>10^6)的应用具有吸引力。Agresti等比较了使用传统微量滴定板技术和使用液滴微流体技术进行定向进化筛选所需的时间和成本。这些数字是惊人的(见下面从Agresti论文中摘录的表1):
AB:你能解释一下基于液滴的分析的尺寸和输出特性之间的关系吗?
ST:单个液滴操作过程的物理学已经建立(例如,液滴生成是稳定的,液滴大小和生成速率如何依赖于应用流量等)。从这些单独的研究中,人们可以推断出液滴属性和输出特征之间的关系,例如你可以得到的最终吞吐量。
AB:在你看来,需要什么来增加液滴微流体的采用?
ST:我们的工作只是指出了如何标准化液滴技术。下一步将要求该领域的人们实际上同意一些标准。
Sindy Tang采访了Technology Networks的执行主编Ashley Board。188金宝搏备用你可以找到阿什利谷歌+并关注科技网络188金宝搏备用推特.