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【痛点,造就品牌】Dr. Jeffery Chen:主动式微流控





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小桔灯网微信公众号在1385期首篇关于南京岚煜生物主动式微流控平台的介绍引起了很多专业同行的关注。很多朋友致电或留言,想更多的了解主动式微流控技术的平台。

 

微流控技术被推进了风口浪尖。那么微流控技术的主动和被动有何区别?在临床应用上的异同点又是什么呢?

 


根据加样方式有无外力介入,微流控分为被动式微流控和主动式微流控。自驱式或被动式微流控,不借助外力,严格意义上叫微流体并非微流控,因为其无液体流动的控制。

 

主动式微流控,则是通过仪器内部精密控制芯片内反应腔结合阀门装置,控制液体反应的位置,实时监测液体在芯片内流动状况,定量控制反应样本体积,使样本定量参与免疫反应,真正达到精确控制。

 

 

 

主动式微流控

主动式微流控应用于诊断,除了具备被动式微流控检测所需样本量少、检测速度快等特点外,主动式微流控还具备以下优势:

优势:

1

确保样本定量转移:反应时间、反应量和反应位置也均可控;

2

支持多种类型复杂样本:全血、血清、血浆、尿液、各种复杂成分样本等;

3

产品性能更优越:更高的重复性、准确性和灵敏度,其重复性恒定保持在5%以内;

4

多技术平台联用:易于与激光检测技术平台、电化学检测平台、质谱检测平台和核酸检测技术平台等联用。

 

 

 


 

如前文介绍的南京岚煜生物科技有限公司(以下简称岚煜)的首席技术官(CTO)Dr. Jeffery Chen经过多年研究开发的主动式微流控POCT检测平台,其具备以下特点:

 

 

 

微米级流道配合机械阀门准确控制流体的流向;

 
 芯片本体包括全血过滤腔、防回流装置和定量反应腔,实现样本的定量流动及精确反应;
 
 反应腔两侧设置隔腔,其腔室内含特殊构造,使得流体经过反应腔时,可产生类似于“波浪”的涡流,促使样本与试剂充分混合;
 
 结合仪器内部的气液双相控制器件(气泵和微流泵)、混匀和感应模块,对流体进行实时监控;
 

通过芯片和仪器的配合,确保芯片反应腔中的样本可定量参与免疫反应,微流体流量可控,反应时间可控,反应位置可控,使得产品重复性和批间差控制在5%以内,结合时间分辨荧光技术,产品性能指标甚至超越化学发光。

 

 


爱国情怀成就微流控领域专家:

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Dr. Jeffery Chen

 

 

著名的生物科学家,中国生物物理学的奠基人贝时璋曾说:”一个真正的科学家,热心科学,不是为名利,而是求知、爱真理,为国家作贡献,为人民谋福利“。同样,在Dr. Chen的心中,国为重,家为轻,科学最重,名利最轻。

 

 

Dr. Chen坦言虽然诊断医疗技术的更新迭代飞快,但在国内很少发现能对流体进行主动精准控制的POCT产品。成本居高不下,量产后产品性能不稳定,售后服务“断层”等问题比比皆是,从侧面也反映出现阶段国内对关键核心技术的掌握始终是弱项。Dr. Chen对此忧心忡忡,一直期待回国,想把自己在海外所学用于国内诊断医疗领域的建设中来。

 

恰逢中国医疗改革变动,分级诊疗和医联体的政策颁布,国内急需大量的专家型技术人才。为了响应国家政策,Dr. Chen果断放弃在美国的高薪工作,留下远在海外的妻儿,孤身回国,利用自己在海外微流控领域的造诣,满腔热血地投入国内POCT行业的建设大军中。

 

Dr. Chen自母校复旦大学电子工程系毕业后,随后又选择了中国科学院上海信息技术与微系统研究所攻读博士学位,从事于生物医学微系统(BioMEMS)的研究。在采访中,Dr. Chen十分感激导师徐元森院士给予的指导。当时微流控技术还处于启蒙阶段,Dr. Chen在微通道电泳芯片及其检测系统的优化配置,DNA芯片的开发等方面进行了开创性的探索。徐院士在1995年已前瞻性地意识到未来生物信息时代对人类健康的影响,将微流控技术应用在具体的临床上,实现产品的转化。Dr. Chen完成博士学位后,在徐院士的引荐下,继续前往位列全球生物前沿的两所大学进行深造——在美国辛辛那提大学和路易斯安那州立大学,致力于微流控技术的深入研究。

 

经过二十多年的苦心钻研及工作,Dr. Chen在微流体器件设计与制造,设计生物分析流程,微全分析系统方面有着独创的理论分析能力和丰富的产业化经验。在此期间,服务于国际知名研究机构和跨国公司,担任过首席质量官(CQO)和CTO,在微型针阵列采血/给药、碟式生物芯片和微流体器件等产品的研制中做出了很大的贡献,拥有从微流控项目开发到投产的一整套产业化能力。

 

一个平台系统,不但包括“可编程全分析芯片平台”的核心部件,生物样品的提纯、分离、检测等处理方法,更重要的是集成各种功能部件,组装调试形成流水化的操作。Dr. Chen将主动式微流控技术与各种检测方法结合,用于提高产品检测各项性能指标。目前,基于主动式微流控技术平台,岚煜的开发了激光诱导的荧光检测、化学发光、电化学检测、分子诊断等产品线。

 

 

 

在临床应用上,能解决客户痛点的产品才是好产品。

 
 

目前我国POCT市场呈大幅度上升趋势,其市场规模预计到 2018 年将达到 8.6 亿美元。随着国家分级诊疗及慢性病管理方面的政策指引,医疗资源竞争市场将会集中于二甲以下的基层医院,面对如此庞大的市场,却有两个不容忽视的问题:一、大机器进入基层成本过高,且操作分析繁琐;二、小机器进入基层功能不够、准确性差、速度不够快。我国人口众多,基层人民的医疗成为重中之重,所以选择适用的设备,服务于基层的目标客户,控制好成本,显得尤为重要。 

 

 

 

Dr. Chen从使用者和临床实用性角度出发,将岚煜主动式微流控产品的市场定位于:要让基层也能拥有质量过硬、速度够快、价钱合理的POCT产品。

 

近几年市场上也有好多家公司都采用了微流控技术,但是市场上主流产品为何并非微流控产品?原因有三:一、芯片结构复杂,无法对反应做出精准的调控;二、非均相反应,固相载体与固相载体的表面进行反应,反应不充分,灵敏度和重复性受到限制;三、产业化困难,为了保证反应的精密度,材料表面需要特殊处理,芯片整体加工工艺复杂,导致成本居高不下,影响产品的顺利投产。

 

Dr. Chen带领团队用创新但不脱离临床的理念,运用在微流控产业领域的研发生产经验,在加工工艺优化、芯片流道设计和材料选择等方面有较为深入的研究和创新,降低投产成本,为岚煜主动式微流控芯片的产业化提供了强有力的支撑。

 

面对不同市场的需求,岚煜自主研发的产品,可以服务不同的目标客户:面对三级医院,可提高检验结果精确度,对其传统床旁诊断产品进行升级换代;面对二甲以下医院,可降低医院检验成本,提升院内整体检测水平 。积极响应国家医联体建设及分级诊疗政策的号召,也让客户更放心使用有服务保障的产品。掌握关键技术基础上,解决客户的痛点,着眼于产品的技术服务,最终完善产业链,这是岚煜生物始终贯彻的产品宗旨。

 

 

 


未来的微流控技术与芯片的结合将是临床应用的重要技术之一,在面对疾病,知其一二而不知其表里的时候,我们相信,更多的新产品,新技术将会推陈出新,更适宜的技术将应用在IVD领域。 

 



















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