成果展示
微流控芯片系统的研制与在检验医学中的应用
| 通报日期： | 2012-02-16 |
| 成果编码： | GK12026 |
| 成果分类号： | O65,R446 |
| 成果名称： | 微流控芯片系统的研制与在检验医学中的 |
| 完成单位： | 广州市第一人民医院,中国科学院大连化学物理研究所 |
| 完成人员： | 周小棉,刘大渔,林炳承,於林芬,邹晓,王维,陈斌,梁广铁,陈振宇,雷秀霞,王秋平,张琼,包品红,王辉,吴大朋,沈铮,罗勇,马波,钟润涛,叶囡楠,李春宇 |
| 起始时间： | 2001-07-01 |
| 终止时间： | 2011-05-01 |
| 组织鉴定单位： | 广州市科技和信息化局 |
| 鉴定日期： | 2012-01-09 |
| 申报部门： | 广州市卫生局 |
| 登记日期： | 2012-02-16 |
| 成果摘要： | 微流控芯片又称芯片实验室，是已被公认的21世纪有可能对人类未来生活方式或生存质量产生重大影响的最重要的前沿科学技术之一。它具有功能集成化、分析时间短、测试通量高和低成本的特点和优势，非常符合检验医学技术的发展趋势。项目组与国际学术界几乎同期起步进行微流控芯片的研究。在缺少可借鉴技术和没有任何设备支撑情况下，依靠国家有关部门的支持，经过十多年的努力，通过自主技术创新、集成创新，进行了包括各种微流控芯片和管道内表面修饰方法以及各种芯片分析仪等基本研究平台建设、微流控分析方法发展及在检验医学中的应用等一系列研究工作。创造性地建立了达到国际先进水平及部分达到国际领先水平的适合中国国情的微流控芯片技术体系，为我国的微流控芯片技术的产业化奠定了很好的基础。创新点主要体现在如下几个方面： ① 集成创新，创建先进的微流控芯片技术体系，支撑微流控芯片的临床检验应用研发。研制了可用于单通道、阵列分析的激光诱导荧光、紫外吸收等不同特性的多台芯片分析仪；构建了多种材料的分析用微流控芯片以及一种集PCR功能和电泳分离于一体的（PCR-CE）芯片；发明了可大批量生产且具有优良特性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)－(ABS)注塑型微流控复合材料芯片及其制造方法和生产流程；发明了一种基于微流控芯片的精子与卵子结合的受精器。这些为项目组的微流控芯片方法学研究和应用研究奠定了坚实的物质基础。 ② 创新性地建立了疏水性微流控芯片通道修饰方法，为有机物材质微流控芯片的应用解决了关键的技术难题。发明了一种PMMA疏水性微通道内表面静态修饰成亲水性的方法；发明了一种采用中性的亲水高分子聚乙烯醇在二甲基硅氧烷（PDMS）芯片通道表面多层吸附，固化加热，使电渗得以极大抑制的芯片修饰方法，分离效果理想，每米理论塔板数可达百万，已成功用于多类核酸和蛋白质的分离。有关成果发表在专业顶级杂志LAB ON A CHIP 和ELECTROPHORESIS上，已受到全球同行研究者们的高度关注和反复引用。 ③ 建立了微流控芯片新技术、新方法和新装置，拓展了其应用研究，且为产业化奠定了基础。建立了等速电泳预浓缩-筛分电泳分离、PCR－筛分电泳分离、离心式DNA杂交以及基于相对迁移时间比例的DNA片段长度计算方法；设计并制造了一种多层集成化微流控芯片：将肝微粒体固定在芯片上，药物通过芯片固定化的肝微粒体进行代谢，并与下游的芯片电泳和细胞培养单元相集成。已利用该芯片同时完成了对药物的代谢物检测和代谢物的细胞毒性评价，充分显示了微流控芯片在研究药物代谢等复杂过程的快捷分析评价能力，为新药发现、药理学和毒理学研究，以及细胞水平药物筛选提供了一个重要的新技术平台。该项工作是微流控芯片细胞水平药物筛选研究方面的一个重要突破。该成果被当前国际上集中反映微流控芯片实验室学术成果的最重要杂志Lab on Chip作为封面报道。 ④ 在自制的微流控芯片系统上进行了临床检验多方面的创新性应用研究，包括传染性疾病（SARS、HPV和乙型肝炎病毒）、遗传性疾病（苯丙酮尿症突变基因）、肿瘤（肺癌p16基因甲基化）的基因诊断，细胞毒理分析（放线菌素D和软骨藻酸的DNA毒性），精子的分选和肿瘤细胞与药物反应监测等方面的研究。项目组申请专利26项（18项已授权），其中发明专利11项（3项已授权）。发表论文52篇，其中SCI论文41篇以及一部项目组林炳承研究员主编的由英国Springe国际出版公司出版的书名为"Microfluidics Technologies and Applications"英文专著,该书对微流控芯片技术当今最新的发展和应用研究进行了系统的阐述。建立了具有自主知识产权和核心竞争力、富有临床检验医学特色的微流控芯片系统，实现了微流控芯片的功能化。项目成果所显示的性能价格比等技术经济指标富有竞争力，在传染性疾病病原体检测等功能化微流控芯片系统方面已形成特色。通用型芯片和芯片仪已小批量销售至多个省市和香港特区，产生了一定的经济效益和显著的社会效益，一些专用系统已具备产业化条件。 |
