床邊檢驗(Point of care testing, POCT)又稱床旁檢測,是指在病人身邊或附近進行的測試。由于能顯著縮短樣品周轉時間,快速提供檢驗結果,POCT 已成為臨床檢驗的一個重要發展方向。除了基本的儀器分析性能外,床邊檢驗還對儀器的分析速度、便攜性和自動化程度等方面提出了全方位的要求。微流控技術因其快速高效的分析、自動化的流體操控和易于微型化等突出特點,成為了當前推動POCT 儀器發展的主要技術。完整的POCT 操作通常包括樣品的引入和前處理、試劑的儲存、試劑和樣品的準確量取、樣品和多個試劑的順序混合反應、分離分析等一系列繁瑣復雜的過程。雖然上述過程可在不同的微流控系統內分別實現,各種檢測器也已實現了微型化,但實現全系統部件和操作的綜合集成仍然是一個重大挑戰。微流控POCT 儀器可按照分析方法、檢測器類型以及應用體系等不同方法進行分類。由于實現上述綜合集成的關鍵之一在于貫穿整個分析過程的流體操縱和控制,因此,流體操控方法也成為制約當前微流控POCT 系統實用化的瓶頸之一。本文將依據微流體驅動操控方式的不同對當前微流控POCT 系統進行分類,重點介紹高集成度、較具商品化雛形的微流控POCT 系統。
微流控分析中常用的高精度注射泵和聚二甲基硅氧烷(PDMS)氣動微閥微泵雖然具有精密的液體量取和復雜的流體操控能力,但其系統難以實現集成和微型化,因而在POCT 中的應用受到限制。目前,常見POCT 系統的驅動方式主要包括壓力驅動、離心力驅動、電濕潤驅動和毛細作用力驅動4 種。