Abaxis 公司的微流控芯片简介

Abaxis 公司的微流控芯片简介

第一部分：Abaxis公司的微流控芯片简介

1 Abaxis血液分析系统简介

据官网介绍，Abaxis公司于1989年成立，其技术主要起源于美国橡树岭国家实验室，为美国国家航空航天局（NASA）研发制造一款小巧快捷的移动生化分析仪，并研发出独有的Orbos微流控技术，将生物化学中所涉及的血液采样、分离、稀释、制备、反应、检测等基本操作单元集成在微芯片中，以微通道网络贯穿各个实验环节。该技术获得FDA和CLIA质量体系认证，开创了全球独一无二的“末梢血生化检测”和“移动全自动生化检测”的新时代。

图1.1. Abaxis公司的Logo.

Abaxis主要致力于为人体医疗市场和动物医疗市场提供强大的POCT血液分析仪，不管是针对人类的血液检测，还是动物的血样分析，Abaxis的血液检测系统都可以分为两个部分：分析仪和检测圆盘芯片，和其他POCT分析系统类似，该分析仪的主要作用是给检测芯片提供驱动力，检测时所需温度，光学检测，控制模块和控制界面等。

其检测圆盘芯片是采用先进的微流控技术制备而成，把血液生化分析所需要的采样，分离，稀释，制备，反应，检测等基本操作单元都集成在一起，以此来完成整个生化检测流程，适用于该圆盘芯片的检测样品可以是全血，血清和血浆，且所需样品量少（100uL），检测时间快（12min）。

图1.2. Abaxis公司的血液分析仪产品.

值得一提的是，Abaxis这款血液分析系统早在1993年左右便完成了专利布局，其产品也早在90年代就应用到NASA的航天领域，目前我们所看到的这款产品可以说仍然是基于二十多年前Abaxis所开发的微流控技术，而这款产品时至今日仍然被国内许多微流控厂商所追捧，所以从中可以看出国内外在微流控领域的差距。

1.1 人体检测用生化分析系统—PiccoloXpress

Piccolo Xpress生化分析系统在设计之初就是为了检测宇航员的各项身体指标，在航空失重的环境下，想要像地面实验室操作一样对宇航员进行抽血检测几乎是不可能的，故而橡树岭国家实验室开发出了这款离心驱动的生化分析系统。

为了适应航空中各种复杂的测试环境，Piccolo Xpress就必须具有轻便可携带，检测结果准确，可重复多次稳定运行，操作简单等特点。如下图所示为专门用于人体生化检测的Piccolo Xpress分析仪和检测芯片，这套分析系统采用微流控技术已经能够完美的达到上述各种要求。

图1.3 人体检测用生化分析系统-PiccoloXpress仪器和检测芯片

除此之外，检测圆盘内部精巧的微流体网络也让人折服，该微流控设计使得在一个直径为8cm的圆盘上能够集成所有检测所需试剂，一个圆盘可以检测至少14种以上不同的生化指标，且在检测时只需要加入3-4滴血液就可以得到准确的检测结果。如下图为该圆盘芯片的结构图。

图1.4 人体检测用生化分析系统-PiccoloXpress圆盘芯片。

截至目前，Piccolo Xpress已经有多达16种不同的这种圆盘芯片，分别针对不同的检测项目，比如有基础生化6项圆盘，基础肾功2项圆盘等等，具体的圆盘种类请参考下面一幅图。（该图片来源于“麦科田医疗”的文章：POCT兵器谱之碧血剑-AbaxisPiccolo生化分析仪）。

图1.5 16种PiccoloXpress圆盘芯片及其检测指标。

也可以从Abaxis官网上公布的表格中看出目前PiccoloXpress的圆盘种类及其能够检测的指标，如下图所示。

图1.6 Abaxis官网公布的16种圆盘芯片及其检测指标。Piccolo Xpress生化分析仪具有非常明显的优势：如下图所示，相对于传统的实验室生化检测，该分析仪所需要的步骤少，只需要加样-放入仪器-开始检测即可。并且整个过程完全自动化，不需要人为干预；所需要的检测时间少，只需要12min；每一个圆盘内部都具有自己的质控机制，方便对出错的检测及时处理，以确保能够得到准确的检测结果；单次检测所需要的样品量少，只需要100uL。

图1.7 Piccolo Xpress相对于传统的生化检测方法具有的优势。

1.2 动物检测用血液分析系统—VetScan

基于这种精巧设计的微流控圆盘芯片，Abaxis不仅在人体生化检测领域取得了巨大成功，而且还将该微流控技术应用在动物生化检测方面，其设计出来的几款专门针对动物的血液分析系统同样均具有小巧，快速诊断等特点，如下图所示。该图中上面一行为分析仪器，下面一行为各自对应的检测芯片（第二列除外）。

但和人体生化分析系统PiccoloXpress所不同的是，专门用于动物血液分析的系统却有多个不同版本，从桌面型的VS2，HM5，VSpro到小型手持式的i-STAT1，快速诊断的Rapid Tests等，检测芯片的形式也不局限于圆盘状，也有条形，方块状等，由此也可以看出这些分析仪器内部也并都不是采用离心来驱动。

图1.8专门针对动物市场的各种VetScan分析仪器及其对应芯片。

1.2.1 VetScan VS2血液分析系统

Abaxis公司的VetScan VS2血液分析系统，不管是从外观上，还是功能上都和人体检测生化分析系统Piccolo Xpress很相似（其实在医学检测领域，很多指标的检测原理也都是一样的），所使用的圆盘芯片也几乎一样（其实人体也是一种特殊的动物，说不定人类就是上帝的宠物，呵呵。。。）。如下图为在Piccolo Xpress基础上发展出来的针对动物检测的VetScan VS2生化分析仪器和圆盘芯片。

VetScan VS2的特点在于：可以用于动物的化学，电解质，免疫测定，血气分析等，仅需两滴全血，血清或血浆，便可得到准确的结果，操作简单，结果直观，检测过程非常快，仅需12min，仪器小巧轻便，可以通过电池供电，不需太多人工维护，目前具有13种不同的检测圆盘芯片可以选择。