下一代POCT技術，微流控到底“控”什麼？

微流控在國家十三五和十四五規劃中被連續圈爲重點，引發大衆對該領域的關注。今天就以免疫微流控爲例聊一聊微流控技術到底優秀幾何，能博得國家層面如此關注？微流控到底在控什麼？

在聊微流控技術之前，先了解下目前市場上使用最爲普遍的快速免疫層析技術。側流免疫層析試紙條由樣品墊、結合墊、層析膜、吸水紙和聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）底板五部分組成，其中最重要的是層析膜，然而層析膜作爲精密檢測裝置的基底並不是最佳選擇。

作爲一名技術控，我帶大家從微觀看一下層析膜，以下是放大後的層析膜照片，足以引發密集恐懼症的這些孔徑是檢測物與抗體發生反應的實驗通道。

以大家熟知的POCT產品早早孕棒爲例，下圖是驗孕棒視窗層析膜1/50放大2000倍後的樣子，如圖可見，除了膠體金微球上包裹了抗體，層析膜上也有，這樣才能形成“雙抗夾心”，免疫層析技術就是用這種方法來進行樣本檢驗。

檢測過程中，血液樣本要在這些纖維孔徑中流動並與抗體發生反應最終得到檢測結果。如圖可見層析膜的孔徑大小不一且呈不規則分佈，這導致層析膜產品的CV值（又稱變異係數，是描述批內差和批間差的指標，CV值越小系統越穩定）只能控制在15%-20%之間，CV值過大會直接影響檢測結果的準確性，在精準醫療的大背景下，這是市場“硬傷”。

微流控技術則完全拋棄了膜這個物質，使用生物芯片作爲反應通道，能夠精準控制微流體，這也就是“控”的第一個概念：控流體。

首先普及一個概念：層流。流體的流動形態根據雷諾係數 Re 的大小可以分爲層流和湍流兩種形態。微流體在微流控芯片微通道網格中是層流的狀態，當兩股或多股流體匯合於同一微通道時，它們更傾向於並排前行而非對流或湍流混合，均勻有序的流動能夠保證免疫反應過程規則、有序和徹底。

第二個“控”是控精度。以科炬生物在CACLP展示的成品爲例，該企業開發的微流控技術平臺，將中心實驗室的整個功能集成到一張8cmx5cm的芯片上，從加樣、反應、檢測，廢液回收全部在50μm的通道內完成。被動式微液滴操縱系統，搭配虹吸力驅動，微流體在定量設計的廢液儲存區及流速控制器的共同作用下實現通道內定時、定量的免疫反應。據科炬生物數據顯示，其微流控檢測產品批內CV值控制保持在5%以內，批間差爲7.5%，保證了檢測結果的準確。

第三個“控”是控時間。衆所周知免疫層析技術分析樣本一般都要15分鐘甚至更長才能拿到結果，而免疫微流控技術可以4分鐘出檢測結果，且20分鐘內檢測結果不變，這個數據在POCT領域顯然佔據市場優勢。

微流控技術雖有上述諸多優點，但也面臨開發及運營成本居高不下的窘境。如果不能實現“控成本”，背離以技術惠及於民的初衷，很容易遭遇市場上的曲高和寡。建自動化生產線、實現規模化量產、均攤生產成本是現代高新企業控成本的基本前提，這對新技術佔領市場前期尤爲重要。不過國內的微流控關鍵技術被髮達國家“卡脖子”多年，能夠實現技術突破的仍然屬於少數企業，科炬生物在2019年宣佈，建成第一條從芯片設計到材質選擇及生產工藝全部國產化的全自動微流控生產線。這也意味着國產微流控產品進入“控成本”階段。