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Dolomite谈微流控技术的新趋势和新发展

导读: 据麦姆斯咨询报道,微流控技术在过去几年内迅速普及,关于微流控应用的出版物数量也随之飞速上涨。我们与Dolomite Microfluidics公司的CEO兼创始人Mark Gilligan取得联系,共同探讨微流控技术的最新进展。

据麦姆斯咨询报道,微流控技术在过去几年内迅速普及,关于微流控应用的出版物数量也随之飞速上涨。我们与Dolomite Microfluidics公司的首席执行官(CEO)兼创始人Mark Gilligan取得联系,共同探讨微流控技术的最新进展,以及Dolomite Microfluidics对公司的定位以支持未来的发展。

Dolomite谈微流控技术的新趋势和新发展

Dolomite Microfluidics公司CEO Mark Gilligan

在我们正式开始之前,您可以为我们简单描述Dolomite Microfluidics公司及其发展历程吗?

Mark Gilligan:早期微流控技术的发展很大程度上受到学术实验的驱动,受限于技术而非应用。由于微流控装置的构建耗时且需要专业技术,该技术在更广泛的科学界中使用受限。我们窥见了开发易于组装组件的机遇,包括泵、芯片、传感器和完整的系统,使得该技术更容易被广泛的科研人员、专家和非专家所接近。

您认为微流控技术为科学研究和生产带来的最主要的好处有什么?

Mark Gilligan:微流控技术革命的核心是将更高级别的控制、精度和灵敏度掌握在科学家手中,把不可能变为可能。例如,现在众所周知用于单细胞RNA测序的Drop-seq方案(参考Macosko et al1文献),为平均细胞模型提供了替代方案,实际上可能并没有现实基础支撑。在Dolomite Microfluidics,我们看到该技术被运用于糖尿病肾病和流产研究等领域。液滴微流控也支持其它类生物应用,如T细胞分析。最近在2017年MicroTAS视频竞赛中的获奖者是一名在读博士生,他利用微流控技术来区分组织样本中的细胞,并分析细胞异质性。

想必您也听说过许多围绕器官芯片概念引发的讨论,该技术使得个性化医疗更近一步进入生活中,您对这件事情有什么看法?

Mark Gilligan:器官芯片概念是朝定制化药物的自然演变,在理解个体基因构成的基础上对饮食和生活方式做出建议。例如咖啡因可能会降低某位患者发生心脏病的风险,在另一名患者身上则可能增加风险。目前的药物检测方法无法充分预测药物在患者试验中的反应。动物试验缺乏一致性和可重复性,也容易上升到伦理问题,培养出来的细胞和体内环境中的细胞反应也不尽相同。器官芯片克服了上述难题,为量化药物性能提供更具重复性的标准,在未来几年内,我相信我们可以期待每个患者都将拥有包含细胞的独特个体化芯片,以展开个性化医疗和药物测试。

如果没有微流控技术的出现,Drop-seq和器官芯片都是无法想象的,它们代表了科学的进步。除此之外,微流控技术还带来了哪些积极的改变呢?

Mark Gilligan:重要的是不要忽略微流控技术对改进药物微胶囊化已建立实验技术的影响,因为粒度、形状和结构的精确控制对候选药物的功效而言非常重要。传统基于乳液的分批处理法将导致活性药物成分(active pharmaceutical ingredient,API)分布不均匀和颗粒多分散性,需要进行额外的尺寸选择步骤,并导致低颗粒收益率和API的显著降低。随着连续流动微流控技术的引进,这一切都将发生改变,在精确控制下提供将近100%的包囊,单分散颗粒,可重复步骤。药物微胶囊化过程中也有其它令人振奋的进展,我们使用自切割连接器(self-cleaving linkers)来控制药物随时间释放。

当前阻碍微流控技术进一步发展的挑战是什么?

Mark Gilligan:芯片样品生产速度缓慢是目前微流控研究的一大瓶颈。在Dolomite Microfluidics,我们通过开发Fluidic Factory来解决上述问题,这是世界上第一台商用3D打印机,用于设计适用于多类应用的流体密封微流体装置,包括即时诊断、环境测试、液滴微流控和流动化学等。对比典型时间表,微流控装置从想法到原型,需要花费6~8周的时间,而Fluidic Factory打印环烯共聚物芯片只需要不到一天的时间,保证了快速周转并允许多个样品的快速测试。3D打印技术必然会进步,我们也期待这些进步能够进一步转化,支持生物应用的样品开发。

Dolomite谈微流控技术的新趋势和新发展

世界上第一台商用微流控芯片3D打印机:Fluidic Factory

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