FSU发明新诊断“芯片实验室”

佛罗里达州大学的化学和生物化学副教授Thomas Fisher正在设计一种与大城市的交通运输系统类似的“智能交通系统”。当然，这个智能交通的尺寸要小的多，交通道路小的足以放置在一个微小的芯片上。

通过与博士后Pieto Tierno和其他同事合作，Fisher设计出一种“芯片实验室”——一种小仪器，当放置在非常低强度的磁场中时，能用作快速诊断不同类型人类疾病的便携式工具。

Fischer解释说，目前医生要对病人诊断需要取得血样并将样品送去实验室。三四天后，实验室分析结果会反馈回来后，医生才能对患者的疾病作一个较准确的判断。但是，利用这种“芯片实验室”则可能只需要将患者的一滴血放在芯片上，然后快速做出诊断。

这种设备在接触血液样本并处于低磁场振动条件下就能够工作。样本中的特定微小颗粒通过芯片表面的磁珠矩阵被交换。通过观察不同的颗粒排列，医学专业人士能够确定出患者疾病的本质。

Fischer将这项发明在近期的Physical Review Letters杂志上公布。另外，Fischer、Tierno和新加坡南洋理工的Lars Helseth还呈递了一项芯片实验室ZL申请。该ZL目的是想通过调节芯片表面的磁场来控制芯片上分子的位置和运动。

芯片实验室是以芯片为平台的微全分析系统，它是把生物和化学等领域所涉及的样品制备、生物与化学反应分离与检测等基本操作单元集成到一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的一种技术。通俗言之，就是把实验室搬到芯片上。芯片上集成了各种不同的实验室单元技术，能够在短时间内分析大量的生物分子，准确获取样品中的大量信息，信息量是传统检测手段的成百上千倍。

在2000年国际生物芯片技术大会上中国生物芯片专家程京宣布：中国最近研制出世界上第一个一平方厘米大小的多力生物芯片平台系统，利用它可以在指甲大小的芯片上建立缩微实验室，用于医学基础研究、疾病诊断、司法鉴定、食品卫生监督、航天、环保等领域的分析检测。 

据清华大学生物芯片研究开发中心主任程京教授介绍，多力生物芯片可以产生磁场力、电场力、机械力等多种作用力，同国内外只产生单一作用力的生物芯片相比，在实际应用中具有极大的优势。程京说，如果把只产生单一作用力的生物芯片的运用比作单一兵种作战，那麽，多力生物芯片就是陆、海、空三军联合作战。利用多力生物芯片，配上液晶显示器和键盘等，可以开发出小巧、便携的分析仪器，用于现场分析检测。如果将这种装置用于犯罪现场取样分析，当场显示检测结果，具有方便、及时等优点。现有的取样检测由于样品在运输、储存中可能会因为污染等问题导致检测结果出现失误。

程京说，上述成果表明，尽管中国在生物芯片领域起步较晚，与美国、欧洲、日本相比在实际制作实物的能力方面，还有相当差距，但在某些想法和构思方面走到了国际前沿。

中国科学家是从一九九七年才开始对生物芯片有所了解，而国外从八十年代起就开始研制生物芯片。生物芯片是指能对生物分子进行快速并行处理和分析的指甲盖大小的固体薄型器件，制作生物芯片的材料可以是硅、玻璃、塑料、陶瓷等。缩微芯片实验室是生物芯片研究领域的一个热点，它是将传统的生物化学样品制备、生化反应、检测三个步骤集于一体，缩小构成芯片上的实验室系统。