深圳先进院“芯片上的实验室”的研发，助力早期诊断和精准医疗

一块微小的芯片，也许有望改善“看病难、排队久”的难题。“微流控芯片又被称为‘芯片上的实验室’，它的目标是将医学检测实验室完整复制到一块微小的芯片上。”近日，中科院深圳先进院杨慧博士告诉记者。利用微流控技术，团队已在早期诊断、精准医疗、仪器开发等方面取得进展。

将实验室缩小到几平方厘米

国家科技部《“十三五”生物技术创新专项规划》明确将“芯片上的实验室”列为应重点发展的颠覆性技术之一。

这种技术是将以往在大型实验室里才能完成的实验，例如生物、化学、医学分析过程的样品制备、分离、反应、检测等基本操作单元，集成到一块微型的芯片上，实现对细胞、蛋白、酶、核酸等成分的快速准确检测、分析、分选与操控。

据杨慧介绍，在一块几平方厘米的芯片内，设置了不同的可供流体通行的通道，用以完成不同的生物或化学反应过程。当需要检测的物质流过某一区域时，受到光的照射，这些物质可以自发或者与其它特定物质结合发出荧光。这些荧光可以通过光学相机等传感器进行读取，从而得知流体通道中需要检测的物质种类与含量。

“好比二十年前血糖检测还需要在医院完成，现在自己在家用小试纸就能测了，”杨慧说，“微流控芯片的终极目标是对整个医疗检测体系进行创新，让病人可以监测自己的健康水平。”

助力体外检测与早期筛查

据悉，杨慧团队的研究重点之一是生物医学的体外检测。

“将人体自身循环系统中的体液，尤其是血液，提取出来后，就能对体液环境中存在的许多物质进行分析。而这些物质的状态及含量反映了人体当时的基本健康状况。”杨慧表示，这对于疾病的早期检测具有重要意义。

比如临床医生判断发热患者是细菌性感染还是病毒性感染，会检测患者体内的两种蛋白含量。目前，医院的检测在毫克每毫升、微克每毫升级别，而杨慧团队将其检测精度提高了10的3次方到6次方数量级，达到纳克甚至飞克每毫升级别。

“在目标物质含量极低时便能检测出来，意味着疾病在更早期的时候就能被发现。”杨慧表示。未来团队将继续研发重大疾病如肿瘤、不可逆疾病如老年痴呆等的疾病标志物。