非机械驱动微流控芯片的研究现状

机械驱动微流控芯片驱动存在脉动现象，使工作不稳定，而且需要其他额外的机械设备提供外力驱动，但这存在机械故障对实验结果及检测精度的影响，这就极大的限制了微流控芯片在可携带的临床 POCT（point-of-care-testing）医疗诊断领域的使用。即时诊断要求产品具备快速、高效、准确、可重复性、易于操纵等特点，非机械驱动微流控芯片为即时诊断提供了新策略。非机械驱动微流控芯片可依靠自身材料亲疏水性质，利用拉普拉斯压力差驱动流体自发流动，减少了外输入设备的使用，凭借此优势可应用于多个领域。

无源自驱动微流控系统，在药物载体和特异性探针识别具有潜在的应用前景。Kan等人研究了渗透引擎模型作为一种负趋化迁移机制来诱导脂质体置换。如图所示。分析计算处应用于脂质双分子层时盐浓度差下的渗透流动速度为 8.5 fL/(min‧μm2)，设计并制作了可以捕获一个巨大的脂质体的凹槽，并在脂质体的前后施加盐浓度差。

研究发现在渗透压差的作用下，脂质体以 0.6 μm/ min 的速度向离子浓度较低的方向移动，验证脂质体上产生了渗透流动。实验结果表明，基于渗透压的迁移机制具有作为分子微流控驱动器的潜力。谢春梅等人设计了一种自驱动微流控芯片。如图所示。该芯片依靠反应室与真空室之间的压差进行样品驱动，无需使用其他任何机械装置，并且凭借 PDMS 的透气性，在 12 min 内完成加样。利用环介导等温扩增（LAMP）对 HBV、HCV 和 HIV 进行多重检测，该芯片克服了传统的需要相对较高的实验设施的 PCR 的病原体核酸检测方法，并且可以在资源有限的地区应用。

在临床医学研究上，Ma通过使用比色环介导等温扩增（LAMP）方法，开发了一种被动的、自我驱动的微流体装置和智能手机控制的、自动化的、便携式的系统，用于病原体（包括病毒和细菌）的快速分子诊断。系统有用预先偶联到磁珠上的特异性亲和试剂纯化病毒或细菌样本；低温裂解病原体；等温核酸扩增；定量比色法检测病原体传感等功能。这是一个易于使用、自动化和便携的系统，用于准确和敏感的病毒或细菌的分子诊断，预计这种智能手机控制的设备可以在有限资源的环境中作为临床、即时检测病原体的平台。