應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,，微流體在近幾年也迅猛的發(fā)展。微流體是具有微尺度(幾十到幾百微米)集成通道系統(tǒng)的科學(xué)和技術(shù),。在其中,，微量的液體(通常為10-9至10-18升)在系統(tǒng)的控制下進(jìn)行特定模式的流動,。聽著如此黑科技的微流體的發(fā)展其實可以追溯到數(shù)十年前，生物化學(xué)分析的微量化和平面化要求是微流體發(fā)展很好的推動力,。自那時起,，“芯片實驗室”和微尺度全面分析系統(tǒng)(μTAS)的概念就被逐步建立了起來,。
在微流體的世界中，隨著流體尺寸的縮小,，其比表面積逐漸增加,，這就使得其呈現(xiàn)和宏觀流體不同的特性?？偨Y(jié)起來,，微流體主要有三個特點：高效質(zhì)量傳熱，粘性對慣性力的相對優(yōu)勢,，以及顯著的表面效應(yīng),。除此之外，高集成度的微流體系統(tǒng)有助于多個流體相的共存,，并發(fā)生多樣的相互作用,。這些特征使得使用小型化設(shè)備控制和操縱單個流體以及流體界面成為可能，也使得微流體在包括物理,，化學(xué),，生物，醫(yī)藥,，以及工程的多個領(lǐng)域受到追捧,。
今天，小編在這里想要和大家重點討論一下微流體技術(shù)對于生物化學(xué)的革命性影響,。微流體在生物化學(xué)領(lǐng)域的影響可謂十分廣泛,，其涉足了酶分析，DNA分析(例如聚合酶鏈反應(yīng)和高通量測序),，以及蛋白質(zhì)組學(xué)分析等多個方面,。微流體生物芯片的基本思想是將檢測操作，樣品預(yù)處理,，以及樣品的制備整合到一個芯片上,，使其具有高通量的特性。這樣的生物芯片也可以在臨床病理學(xué),，特別是疾病的直接診斷中,，起到重要的作用。此外,，基于微流體的設(shè)備,，比如能對空氣或水樣進(jìn)行連續(xù)采樣，以及實時檢測的設(shè)備,，可以用于生物化學(xué)毒素以及致病微生物的檢測,。除了上述的檢測手段以外，微流控技術(shù)已經(jīng)為生物學(xué)家提供了強大的工具來研究和控制完整的細(xì)胞環(huán)境，在細(xì)胞生長,，衰老等多個方面成為了促進(jìn)新發(fā)現(xiàn)的“神助攻”,。下面，我們就來舉幾個具體的例子,，看看微流體是怎么履行自己的職責(zé)的,。
在生物分析方面，微流體在離子,，小分子,，生物大分子，如核酸和蛋白質(zhì),，的檢測方面都能發(fā)光發(fā)熱,，也為此引發(fā)了很多標(biāo)準(zhǔn)生物分子技術(shù)的革命。其為聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),，逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR),，酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)等提供了全新的技術(shù)平臺。此外,，液滴微流體,，微流體的一種，已經(jīng)能夠成功地進(jìn)行細(xì)胞水平的分析,，很多經(jīng)典的細(xì)胞操作都可以在微液滴中進(jìn)行,。
以往提到化學(xué)反應(yīng)，眼前浮現(xiàn)的就是那些怎么刷也刷不干凈的瓶瓶罐罐,。但是現(xiàn)在，微流控的液滴就能作為一個小型的化學(xué)反應(yīng)器存在,，并且研究人員能做到對其環(huán)境的精確控制,。其已經(jīng)被應(yīng)用到多種反應(yīng)中去了，包括滴定,，沉淀,，水解等等?？鼓幬锇⒓忧嗟囊旱挝⒘黧w平臺就是一個極好的例子,。其使得研究人員能夠在一個芯片上面，通過部分促凝血酶原激酶活化時間來測量凝血時間,，并借此確定阿加曲班的適當(dāng)劑量,。除了水相的反應(yīng)，液滴微流體也支持有機相的反應(yīng),。但是,，此時，制造儀器所用的材料就需要精挑細(xì)選了，免得有機溶劑的腐蝕造成通道的變形,。硫羥基聚合物就是一個不錯的選擇,，其具有比PDMS材料更強的有機穩(wěn)定性。
當(dāng)然,，除了小分子,，利用微流體進(jìn)行生物大分子的分析也是不在話下。現(xiàn)在的微流體技術(shù)已經(jīng)被比較成熟地運用于DNA,，RNA,，以及蛋白質(zhì)的分析領(lǐng)域，其甚至可以幫助蛋白質(zhì)的結(jié)晶,。
除了分子層面的分析,，微流體也可以幫助研究人員直接進(jìn)行細(xì)胞層面的操作。細(xì)胞包埋,，組織培養(yǎng),，細(xì)胞凍存，復(fù)蘇,，裂解等等都已經(jīng)是家常便飯,，不足掛齒。讓小編大開眼界的是,，微流體甚至可以幫助細(xì)胞的基因傳遞,。
基因傳遞是將外源基因引入宿主細(xì)胞的常用手段，其能夠調(diào)節(jié)宿主基因的表達(dá),，甚至能夠作為基因治療的主要步驟,。基因傳遞可以分為轉(zhuǎn)染,，轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)三類,。研究人員曾經(jīng)報導(dǎo)，利用質(zhì)粒將增強型綠色熒光蛋白