據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,生物標(biāo)志物能夠反映人體內(nèi)與疾病相關(guān)的細(xì)胞或分子變化,生物標(biāo)志物的可靠檢測(cè)對(duì)臨床診斷和治療應(yīng)用至關(guān)重要。常見(jiàn)疾病生物標(biāo)志物包括在疾病相關(guān)組織和生物流體(如血液、尿液和唾液等)中發(fā)現(xiàn)的基因或基因突變、蛋白質(zhì)和單細(xì)胞。不幸的是,對(duì)許多疾病而言,人體樣品生物標(biāo)志物的低豐度和低樣品量使得像96孔板這樣的標(biāo)準(zhǔn)批量平臺(tái)無(wú)法有效執(zhí)行可靠的檢測(cè)或篩選。此外,大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化批量協(xié)議很大程度上無(wú)法直接從臨床患者的樣品中檢測(cè)到生物標(biāo)志物,因此需要復(fù)雜的多步驟樣品制備方法,這一過(guò)程可能非常耗時(shí),在臨床環(huán)境中也可能延誤患者的護(hù)理。因此,市場(chǎng)上需要一種可用于檢測(cè)并篩選疾病生物標(biāo)志物的靈敏、快速、可自動(dòng)化、高通量的sample-to-answer裝置平臺(tái)。
由于微流控技術(shù)能夠精確操縱微小體積的流體,因此成為生物標(biāo)志物檢測(cè)的有效工具。尤其是通過(guò)液滴微流控技術(shù)將大量樣品數(shù)字化成為大量分離的微小體積流體(fL-nL),為高靈敏度和高通量生物標(biāo)志物檢測(cè)提供了有前景的解決方案。通過(guò)將液滴中的生物標(biāo)志物數(shù)字化以實(shí)現(xiàn)體積的顯著減少有助于測(cè)定背景的同樣減少,以及生物標(biāo)志物目標(biāo)局部濃度的急劇增加。這又反過(guò)來(lái)增強(qiáng)了每個(gè)分離反應(yīng)的信號(hào)背景比,最終增加測(cè)定的整體靈敏度和速度。此外,從整個(gè)樣品中平行運(yùn)行數(shù)百萬(wàn)個(gè)單一的生物標(biāo)志物反應(yīng)不僅可以幫助檢測(cè)罕見(jiàn)目標(biāo),也能增強(qiáng)多重樣品的篩選。過(guò)去數(shù)十年,為了檢測(cè)、量化并篩選來(lái)自人體樣品的核酸、蛋白質(zhì)和單細(xì)胞,以研究細(xì)菌感染到癌癥等疾病,研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出大量的微流控液滴平臺(tái)。例如,數(shù)字化來(lái)自人類生物流體(如血液)的病原細(xì)菌單細(xì)胞允許研究人員對(duì)病原體身份和藥物敏感性進(jìn)行快速診斷測(cè)試,以縮短臨床微生物診斷工作流的周轉(zhuǎn)時(shí)間。同樣,商業(yè)化液滴平臺(tái)(如伯樂(lè)公司的ddPCR)提供了整套工具,用于檢測(cè)并量化人體基因樣品中具有單分子靈敏度的癌癥特異性突變。
快速診斷和篩查的潛力激發(fā)了研究人員對(duì)液滴微流控技術(shù)日益濃厚的興趣,它也被越來(lái)越多地用于檢測(cè)新型疾病生物標(biāo)志物目標(biāo)。然而,大多數(shù)液滴平臺(tái)廣泛依賴于碎片化工作流,這需要芯片外(off-chip)步驟進(jìn)行樣品純化和液滴培育,后果就是完全整合的樣品sample-to-answer液滴平臺(tái)尚未實(shí)現(xiàn)臨床實(shí)施。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),無(wú)縫集成的樣品制備技術(shù),以及從患者樣品到臨床可行解決方案的平臺(tái)自動(dòng)化仍然是關(guān)鍵組成部分,它們將在未來(lái)為臨床環(huán)境提供基于液滴微流控技術(shù)的平臺(tái)。
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微流控
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原文標(biāo)題:用于高通量篩選疾病生物標(biāo)志物的液滴微流控技術(shù)
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