华南 宋经理

18626113701

华北 李经理

18626113702

华中 汤经理

16606218089

华中 海外

18606213901

微信服务号

Abaxis 公司的微流控芯片简介

  • 详细信息

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—Piccolo Xpress

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。

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-Piccolo Xpress 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-Abaxis Piccolo 生化分析仪)

图 1.5 16 种 Piccolo Xpress 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 Piccolo Xpress 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 Piccolo Xpress 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。

图 1.9 专门针对动物生化检测的 VetScan VS2 分析仪器和圆盘芯片。

1.2.2 VetScan HM5 血细胞分析系统

据官网介绍,VetScan HM5 是一种五分类全自动血细胞分析仪,在 3min 之内便可以得到多达 22 项血液参数和细胞直方图,可以针对猫,狗,马,奶牛等动物进行五分类分析,可针对多达 11 种动物进行三分类分析。如下图展示了 VetScan HM5 血细胞分析仪。

图 1.10 专门针对动物检测的 VetScan HM5 血细胞分析仪。

其特点是:操作方便,维护简单,数据库功能强大,可以用于宠物医院,动物园,研究机构,制药公司等,只需要 50uL 血样便可在 3-4min 内获取血液分析结果。

如下图展示了 HM5 血球分析仪的使用步骤和典型优势。


图 1.11 VetScan HM5 血球分析仪的检测流程和优势。


1.2.3 VetScan VSpro 血凝分析系统

VetScan VSpro 是一种先进的现场专业血凝分析仪,可提供多项目测试,目前在该分析平台上可以进行 PT/aPTT,纤维蛋白原测试,这款分析系统可以从小剂量样本获得惊人的测试精确度,能够为兽医实践,研究实验室,制药公司,生物技术公司带来准确的检测结果。
如下图为 VetScan VSpro 分析仪器和纤维蛋白原检测芯片,从中可以看出该检测芯片也是采用微流控技术来制备。

图 1.12 VetScan VSpro 血凝分析仪和分析芯片。

如下图展示了 PT/aPTT 检测芯片的外观结构和在检测时芯片的放置位置。

图 1.13 PT/aPTT 检测芯片放入到 VetScan VSpro 分析仪中。


1.2.4 VetScan i-STAT1 手持式血液分析系统

VetScan i-STAT1 手持式分析系统很明显是继承了 i-STAT 的设计风格,也可以看出这款分析系统是 Abaxis 和 Abbott 合作开发出的专门针对动物医疗检测市场的,奇妙的是,Abaxis 和 Abbott 既是合作关系,又是竞争关系,好在一个专注于人体检测市场,另一个专注于动物医疗检测市场。
VetScan i-STAT1 手持式分析系统可在几分钟内从 2-3 滴全血中得出精确的血气、电解质、化学和血液学结果,便携快速等优点使其成为在关键护理情况及医院手术室监测的理想解决方案,这也正是户外动物诊断及研究需要的 POCT。如下图为这种手持式分析系统的外观结构,和 Abbott 的经典手持式 POCT 产品 i-STAT 是不是很像?呵呵。

图 1.14 VetScan i-STAT1 手持式分析仪。


从检测过程上来看,该 VetScan i-STAT1 手持式分析仪也和 Abbott 的 iSTAT 很像,
也是采用简单的三步法即可得出检测结果。如下图所示。

图 1.15 VetScan i-STAT1 分析系统的检测步骤


1.2.5 VetScan Rapids 分析芯片

VetScan Rapids 分析芯片有多种不同的芯片可以选择,可以让客户从单一且快速的测试中获得更多的选择、更少的麻烦及更少的等待。和上面的离心式圆盘芯片不同,该分析芯片不需要配套仪器来提供动力,仅仅依靠分析芯片自身的毛细作用便可实现样品的进样和生化反应(这种分析芯片类似于快速孕检所用的试纸条)。
图 1.16 各种不同的 VetScan Rapids 分析芯片。


VetScan Rapids 分析芯片的优势在于:检测结果准确,其灵敏度高,芯片的保质期长,可以在室温下保存,每种分析芯片只针对犬类或猫类的一种疾病,操作简单,只需要先滴入样品再滴入缓冲液即可得出结果,快速检测,检测时间为8-10min。

图 1.17 各种不同的 VetScan Rapids 分析芯片。



文章来源:微流控解密公众号



HiComp Microtech(Suzhou)Co.,Ltd
苏州含光微纳科技有限公司

苏州工业园区金鸡湖大道99号纳米城17幢401 邮编:215123