不久前,由国家自然科学基金委、中国化学会分析化学委员会主办,复旦大学、上海交通大学承办的2010年微纳尺度分离和分析技术学术会议暨第六届全国微全分析学术会议在上海复旦大学隆重召开。大会间隙,本网记者有幸采访了大会组委会成员、复旦大学化学系的张祥民教授。
复旦大学化学系 张祥民教授
微流控技术:样品用量少,速度快,效率高
据张教授介绍,本届大会议题涵盖了微纳尺度分离的各个领域,包括:微流控、纳流控技术、微全分析、毛细管电泳 、毛细管高压液相色谱 、毛细管电色谱等,其中微全分析技术是会议的重点。微全分析是发展迅猛、交叉性强的一门新兴学科,强调的是一个分析系统;微流控是其中的核心技术,通过微通道将分离、分析、检测等各种功能集成化,强调的是集成。微流控技术目前已大大拓宽了其应用领域,已不仅仅局限于分析化学领域,还包括生物、物理、环境、制药等等各种领域。
除了功能集成化,微流控技术明显的特征是:样品用量少、速度快、效率高,尤其在进样量上表现的最为突出。比如,商品化的液质联用芯片就是一种耗样量少、分析快速的技术。在日常分析中,一些生物样品的进样量需控制在纳升级,并要求高精度进样。以前的毛细管电泳虽然可以达到微/纳升量级,但难以控制进样精度。微流控技术的兴起,帮助科学家们实现了微/纳升的精确取样,并可获得良好的重现性和检测灵敏度,类似的纳升级进样定量不准的难题正在被一一攻克。在今后的临床诊断中,微流控进样将发挥更大的作用,将能够控制单个细胞甚至几个分子的进样。
微流控技术产业化面临挑战
微流控在提高分析效率、节约样品量以及在解决问题的深度和广度上都存在很多优势,那么关于微流控技术的产业化目前是什么状态呢?张教授讲到:微流控技术是技术密集型的新兴领域,涉及到很多交叉学科,它的发展目前还面临各种挑战。
微流控研究自90年代在国内外日渐兴起,在基础研究领域发展很快,但相关产业化技术还不是很成熟,真正商品化的产品不是很多,有几个明显的原因是:(1)评估生产和使用成本、环境保护、批量生产等因素,微流控技术的优势要获得充分发挥尚需要一些时间;(2)微流控的管路较细,诸如微量阀这样的器件在实际使用过程中容易堵塞,这些问题都需要在得到解决,才能进一步推动产业化进程。
当问及微流控芯片与便携仪器的相关性时,张教授说,两者有一定的相关性,微流控芯片很小,但并不代表用上微流控的仪器就一定是小的,比如安捷伦的纳流液相系统,微流控芯片只是作为大的质谱系统前端的一种进样系统。当微流控真正实现大规模的产业化之后,基于微流控技术的微型化与集成化,可以将其做成便携式仪器,将可用于现场检测、应急分析、家庭应用、临床诊断等领域。