床边检验(Point of care testing, POCT)又称床旁检测,是指在病人身边或附近进行的测试。由于能显著缩短样品周转时间,快速提供检验结果,POCT 已成为临床检验的一个重要发展方向。除了基本的仪器分析性能外,床边检验还对仪器的分析速度、便携性和自动化程度等方面提出了全方位的要求。微流控技术因其快速高效的分析、自动化的流体操控和易于微型化等突出特点,成为了当前推动POCT 仪器发展的主要技术。完整的POCT 操作通常包括样品的引入和前处理、试剂的储存、试剂和样品的准确量取、样品和多个试剂的顺序混合反应、分离分析等一系列繁琐复杂的过程。虽然上述过程可在不同的微流控系统内分别实现,各种检测器也已实现了微型化,但实现全系统部件和操作的综合集成仍然是一个重大挑战。微流控POCT 仪器可按照分析方法、检测器类型以及应用体系等不同方法进行分类。由于实现上述综合集成的关键之一在于贯穿整个分析过程的流体操纵和控制,因此,流体操控方法也成为制约当前微流控POCT 系统实用化的瓶颈之一。本文将依据微流体驱动操控方式的不同对当前微流控POCT 系统进行分类,重点介绍高集成度、较具商品化雏形的微流控POCT 系统。
微流控分析中常用的高精度注射泵和聚二甲基硅氧烷(PDMS)气动微阀微泵虽然具有精密的液体量取和复杂的流体操控能力,但其系统难以实现集成和微型化,因而在POCT 中的应用受到限制。目前,常见POCT 系统的驱动方式主要包括压力驱动、离心力驱动、电湿润驱动和毛细作用力驱动4 种。