不久前,由國家自然科學基金委、中國化學會分析化學委員會主辦,復旦大學、上海交通大學承辦的2010年微納尺度分離和分析技術學術會議暨第六屆全國微全分析學術會議在上海復旦大學隆重召開。大會間隙,本網記者有幸采訪了大會組委會成員、復旦大學化學系的張祥民教授。
復旦大學化學系 張祥民教授
微流控技術:樣品用量少,速度快,效率高
據張教授介紹,本屆大會議題涵蓋了微納尺度分離的各個領域,包括:微流控、納流控技術、微全分析、毛細管電泳 、毛細管高壓液相色譜 、毛細管電色譜等,其中微全分析技術是會議的重點。微全分析是發展迅猛、交叉性強的一門新興學科,強調的是一個分析系統;微流控是其中的核心技術,通過微通道將分離、分析、檢測等各種功能集成化,強調的是集成。微流控技術目前已大大拓寬了其應用領域,已不僅僅局限于分析化學領域,還包括生物、物理、環境、制藥等等各種領域。
除了功能集成化,微流控技術明顯的特征是:樣品用量少、速度快、效率高,尤其在進樣量上表現的最為突出。比如,商品化的液質聯用芯片就是一種耗樣量少、分析快速的技術。在日常分析中,一些生物樣品的進樣量需控制在納升級,并要求高精度進樣。以前的毛細管電泳雖然可以達到微/納升量級,但難以控制進樣精度。微流控技術的興起,幫助科學家們實現了微/納升的精確取樣,并可獲得良好的重現性和檢測靈敏度,類似的納升級進樣定量不準的難題正在被一一攻克。在今后的臨床診斷中,微流控進樣將發揮更大的作用,將能夠控制單個細胞甚至幾個分子的進樣。
微流控技術產業化面臨挑戰
微流控在提高分析效率、節約樣品量以及在解決問題的深度和廣度上都存在很多優勢,那么關于微流控技術的產業化目前是什么狀態呢?張教授講到:微流控技術是技術密集型的新興領域,涉及到很多交叉學科,它的發展目前還面臨各種挑戰。
微流控研究自90年代在國內外日漸興起,在基礎研究領域發展很快,但相關產業化技術還不是很成熟,真正商品化的產品不是很多,有幾個明顯的原因是:(1)評估生產和使用成本、環境保護、批量生產等因素,微流控技術的優勢要獲得充分發揮尚需要一些時間;(2)微流控的管路較細,諸如微量閥這樣的器件在實際使用過程中容易堵塞,這些問題都需要在得到解決,才能進一步推動產業化進程。
當問及微流控芯片與便攜儀器的相關性時,張教授說,兩者有一定的相關性,微流控芯片很小,但并不代表用上微流控的儀器就一定是小的,比如安捷倫的納流液相系統,微流控芯片只是作為大的質譜系統前端的一種進樣系統。當微流控真正實現大規模的產業化之后,基于微流控技術的微型化與集成化,可以將其做成便攜式儀器,將可用于現場檢測、應急分析、家庭應用、臨床診斷等領域。