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		未来微流控手持系统多路复用微流控荧光免疫测

　　使用PDMS微流控技术,高通量multiantigen荧光免疫测定血液系统量化分析物在临床相关的水平了(参见图4)。这种芯片的多放映场影剧院三明治分析允许五个同时测试每10个样本。微流控阀门直接pressure-driven试剂流沿着网络渠道测量10?m高。 3 网络包含五行和20列。列成对连接形成10循环路径,或coliseums。四装阀在每个路口的行和列的形式捕获microchamber,在免疫测定堆栈是建立特定sample-test组合。

　　单克隆抗体的五个分析物是美联储在其自己的行和绑定到环氧玻璃衬底的化学。释放过剩与三羟甲基氨基甲烷缓冲液冲洗所有行并行而未反应的环氧化物钝化了半个绑定三羟甲基氨基甲烷分子液。沿着列类似钝化进行,防止样品蛋白质的直接绑定。在列,填补相应的coliseums美联储10个样品。每个样品都是困在竞技场和捕获网站通过蠕动泵循环。未装订的材料是沿着列,然后刷新和生物素化的并行多克隆抗体美联储在相应的行。再次被平行缓冲释放多余的删除提要。接下来,荧光标记链霉亲和素是美联储的所有行,和释放过剩与缓冲区刷新一次。在每个室量化捕获抗原荧光检测。这个量是体积除以样本处理每个sample-test产生各自的分析物的浓度组合。

　　芯片使用10 - 100 nl为每个测试样本,从而使移动设备开发能够适应共同检测血液测试。同时,芯片使用300 nl(低至0.8 ng)每sample-test抗体的组合。相比之下,最先进的Elecsys SPSA工具包罗氏公司使用200 ng的每个测试样本,或约250倍。

　　原则上,非特异性的附件(如。 PDMS)可能产生假阳性信号,从而降低特异性,但没有遇到这样的问题。 1这可能是由于牛血清白蛋白治疗,或微流控架构,这就排除了未来的多克隆抗体接触任何捕获网站以外的图案以其相应的单克隆抗体。

　　未来微流控台式系统

　　工程方面的考虑。 Pneu-matic荧光免疫测定装置的控制由阀提供数组从李由电子有限公司(韦斯特布鲁克,CT)和盒子,可以从许多公司。这个子系统可以在不到四分之一的立方英尺,可以通过USB接口由外部操作电脑。因为芯片捕获网站空间分离,使用一个荧光团类型就足够了。因此,一个明亮的发光二极管可以在其他系统取代标准的水银灯。此外,显微镜可以被丢弃的机械化ministage rasters high-numerical-aperture目标下的筹码。

　　另一种可能性是光纤数组排列在一个矩阵与微流控室的一端,而另一端是美联储光机位或声光换能器,包括一个排放过滤器。探测器本身可能是一种廉价的冷却电荷耦合器件相机,光电倍增管或雪崩光电二极管。 1 因此,台式的工程系统相对简单,和它的成本要远远低于10000美元。

　　Test-Matrix大小。所需的测试矩阵的大小对于这样一个系统将取决于用户。例如,个别医生的办公室可能会喜欢与一个样本进行12个测试芯片为个别病人的方便的筛查。更大的实践,另一方面,可能更喜欢更大的芯片对一组多个病人的深入研究,寻找发展条件,否则可能错过当前流行的方法和有限的医患互动。大型制药公司可能希望尽可能大的矩阵进行药物测试技术,以减少试剂成本和最大化利用可用的实验样品。作为试验药物的成本接近100万美元每克蛋白质,微流控分析变得清晰的竞争优势。原则上,基本技术的并行性应该允许建设50 X 50芯片。 4

　　技术上的考虑。如果保留竞技场几何,射流阻力增加和抽水跨越更大的距离变得更加难以控制。因此,更高的压力才能产生相同的流体速度(平均芯片不能维持压力超过20 psi)。最后,如果质量控制是不允许一个封闭的失败,可能很难产生superchips经济。吉祥,Fluidigm公司(南旧金山,CA)已经提供了相对较大的射流电路。

　　预期吞吐量。与PDMS原型,拍照每个100室手动的荧光显微镜是耗时的。然而,在商用台式系统中,这个任务可以提高了前面讨论的硬件解决方案。软件将整合各自的点的信号,比较这些校准,并计算结果。系统可以在10分钟内完成测量的示例加载,这意味着吞吐量高达每小时15000结果50 X 50矩阵。

　　因为大多数的液体处理硬件也可以换成小,一次性,批量生产弹性芯片,完整的系统将会小得多,更轻,更便宜的比大多数当前商用台式机器。此外,使用一次性芯片当前benchtops将提供一个主要的优势。虽然一个严重准备血清样本可能关闭一个大机器,堵塞在一次性芯片可以弥补丢弃芯片和快速移动到另一个地方。

　　系统的多功能性将是有限的可用性和特异性抗体,但这也是免疫测定的情况。此外,随着新的分析物,如癌症标记,确定后,将它们合并到测试板会简单。增加了正交多功能性也可以通过验证系统interro-gation不同类型的样本,包括脑脊液、滑液,阴道分泌物、尿液、唾液、和暂停活检样本。

　　生产成本。目前的芯片价格反映了医药研究的高成本和潜在的利润。面对巨大的生产实验费用的蛋白质,它仍然是经济在少量手工生产的芯片。然而,成为可行的个性化医疗保险的病人,平均芯片生产的价格必须降低两个数量级。幸运的是,这一目标——并且应当满足开发流程和构建机器大量生产微流控芯片,以同样的方式作为半导体行业。

　　埃米尔p . Kartalov博士,博士后研究助理在生物化学和分子生物学系南加州大学凯克医学院的。他可以达成的 kartalov@usc.edu 。

　　毫无疑问,微流控免疫分析系统将是一个伟大的进步在台式同行,但有可能产生一个手持设备基于相同的技术? 尽管芯片本身可能非常小和轻,这将是具有挑战性的缩小电气macrovalves和光学系统,控制和阅读。一个更好的主意是丢弃光学检测的电气检测(如i-Stat的),同时保留微流体分离,对多路复用分析至关重要。微型pneumatic-valve驱动也必须被开发。然而,因为这样一个系统将不包含光学元素,和所有移动组件将弹性膜,这将是高度耐冲击。

　　个性化的预防医学无法实现的梦想没有无处不在的和负担得起的诊断。分散化和小型化尤为降低测试成本的关键。高通量多抗原荧光微流控免疫分析芯片代表一个重要的一步快速、廉价、便携、多功能蛋白质诊断系统。

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