微流控的市場情況及發(fā)展現(xiàn)狀
微流控的市場情況
傳染病和癌癥是微流控技術(shù)診斷的主要疾病。生物標志物,腫瘤細胞,病原體或病毒顆粒通??稍诨颊叩难h(huán)血液中進入。隨著測序技術(shù)的發(fā)展,微流控在基因疾病的檢測上也逐漸開始發(fā)力。另外,發(fā)病率與日俱增的神經(jīng)退行性疾病和糖尿病也是微流控技術(shù)的廣闊市場。
用于診斷目的的微流控系統(tǒng)的優(yōu)勢是快速檢測,易用性,成本效益以及在識別傳染病方面的高精度。在醫(yī)學中使用微流控芯片可顯著縮短檢測與臨床治療之間的時間間隔,這對于患者生存至關(guān)重要。便攜式微流控試劑盒所提供的優(yōu)勢在醫(yī)療服務較差的地區(qū)尤其顯著。
常規(guī)的病原微生物檢測方法主要有免疫學檢測法和分子生物學法等。其中傳統(tǒng)的生化鑒定法、細菌培養(yǎng)等,簡單、直觀、費用低,能夠準確獲知樣品中病原微生物特性,被認為是“金標準”。但上述法特異性低、周期長(5-7 天)、耗時費力,而且對培養(yǎng)環(huán)境和操作人員要求嚴格,不適宜病原微生物的快速診斷。
非典型病原體,如肺炎支原體,肺炎衣原體等通常采用血清抗體檢測,或分子檢測。病毒的檢測則有所不同,傳統(tǒng)的培養(yǎng),血清學都難以跨越性能和檢測種類的限制。對于病原體檢測來說,傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法難以解決病毒的快速診斷問題。
免疫學檢測方法利用抗原-抗體的識別和結(jié)合,較培養(yǎng)法更加特異和快速,是一種可以定性和定量的綜合技術(shù),常用方法包括酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)、化學發(fā)光免疫分析法、免疫膠體金技術(shù)等,但免疫學檢測也存在反應的“窗口期”,對病原微生物含量較少的樣品往往需要富集的過程,增加了檢測時間,在擁有高級醫(yī)療中心的大城市中,這是難以讓人接受的,需要使用即時醫(yī)療(POC)技術(shù)來縮短此時間。
以微流控為核心的芯片實驗室或微全分析系統(tǒng)為POCT提供了極為有利的技術(shù)平臺。微流控系統(tǒng)的高性能,小尺寸和便攜性,加上對芯片進行測量和光學監(jiān)控的能力,使得優(yōu)化診斷方法得以實現(xiàn)。一方面,微流控技術(shù)可以在微型化裝置上實現(xiàn)復雜分析所涉及的多功能單元集成及操作自動化,從而避免傳統(tǒng)復雜多步生物分析對專業(yè)實驗室及操作人員的需求;另一方面,微尺度下反應/分析速度快、樣品試劑消耗少、易于實現(xiàn)高通量分析。這些特性高度契合POCT的發(fā)展需求,因此微流控技術(shù)日趨成為構(gòu)建POCT系統(tǒng)的核心技術(shù)。
微流控的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著技術(shù)發(fā)展,高通量的微流控產(chǎn)品作為下一代檢測技術(shù),既要保留常規(guī)POCT(快、小巧)和大型設備(性能優(yōu)異、自動化程度高)的優(yōu)點,同時也會解決常規(guī)POCT(性能差)和大型設備(體積大、硬件復雜、成本高昂)的缺點。
微流控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀在技術(shù)原理上,已經(jīng)完全打通。因為涉及的學科(微機電、材料學、光學等)較多,集成難度較大,各廠家的生產(chǎn)成本相對較高,單片芯片生產(chǎn)成本在20元以上的非常多,且部分廠家因為芯片結(jié)構(gòu)設計復雜而存在量產(chǎn)的困難。通過不斷技術(shù)改進和優(yōu)化,成本也在穩(wěn)步下降中,少數(shù)廠家的單片芯片批量生產(chǎn)成本可控制在5元以內(nèi),甚至更低。因為制造成本下降,多重PCR開始普及,海內(nèi)外陸續(xù)有許多企業(yè)布局多聯(lián)檢,超聯(lián)檢。
另外,因為微觀操控要求的精度高,在性能上整體與大型設備相比還是有一定差距,但也在不斷縮小。現(xiàn)有的技術(shù)在尋找市場突破點方面,一般通過以下兩個方式:
(1)常規(guī)手段還無法實現(xiàn)自動化檢測,例如分子檢測。常規(guī)的分子檢測,需要采用多個設備,且分隔在不同的空間內(nèi),以防止交叉污染。使用全程封閉且集成一體化的分子微流控芯片,能實現(xiàn)Sample in,Result out的目標。
(2)價值較高的檢測項目,因為價值較高,鑒于POCT的應用場景(快、小巧靈活),相對高成本的微流控產(chǎn)品還是有一定的市場空間,且允許生產(chǎn)廠家、代理商和終端客戶保有一定的利潤空間,而不至于虧損。
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