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微流控芯片技术有效解决细胞计数过程中的污染控制难题

2025-03-11     来源:本站     点击次数:432

在生物制药领域,细胞计数是药物研发、生产工艺优化及质量控制的关键步骤。然而,传统细胞计数方法因从样本暴露到人工操作误差,每一步都可能引入微生物、杂质或交叉污染,导致数据失真甚至实验失败,难以满足《药品生产质量管理规范》(GMP)对污染控制严格要求。近年来,随着微纳技术和生物学的飞速发展,微流控芯片作为一种新兴技术,为解决这一问题提供了高效、精准且合规的新思路。

传统细胞计数过程中污染控制难点
传统细胞计数方法,存在诸多易导致微生物或杂质污染的问题:
显微镜细胞计数法依赖人工操作且流程复杂,在样本制备和计数过程中,极易受到环境中的微生物、灰尘颗粒等杂质的干扰。另外,操作人员的技术差异也会影响样本的均匀性,导致计数误差及批次间重现性差等问题。

传统的细胞计数仪虽然自动化程度较高,但仪器管道系统容易残留样本,造成交叉污染,且复杂的样本制备步骤也增加了外界杂质混入的可能性,从而干扰细胞计数的准确性。

微流控芯片:有效防控污染
微流控芯片,又称芯片实验室(lab-on-a-chip),是一种将化学和生物等领域中的基本操作单元集成到微小芯片上的技术平台。微尺度下流体运动的典型特征是受表面力(表面张力、流体阻力)而非体积力(重力、惯性)主导凭借其封闭性、集成化的核心优势,构建起污染控制的系统性防线:

微通道物理屏障:微流控芯片将样品制备、反应、分离、检测、分选、裂解等基本操作单元集成于微通道内,隔绝空气尘埃、操作者接触等外部污染源。样本从进样口到检测区出全程“零暴露”,如同为细胞样本打造了一条无菌流水线。

微流控的流体精准控制:通过精密设计的微泵、阀门和通道结构,芯片可精准控制纳升级别液体的流动方向、流速与混合比例。这种“程序化操控”不仅消除了人工操作的随机性,还能避免样本残留导致的交叉污染,实现“一芯一样本”的纯净性。

赋予细胞计数过程的“双重“优化

检测流程高度自动化:微流控芯片集多功能于一体,能够减少人工操作可能带来细胞损伤及误差,且易于与自动化检测设备集成,实现高通量、快速且准确的细胞计数,满足 GMP 对高效、精准生产流程的严苛要求。

检测设备流路精简化:传统细胞计数仪是在流动池里混匀台盼蓝染料,可能会出现流路污染,甚至频繁更换流动池,将染料包埋于微流控芯片中,使得设备的流路更加精简,从而增加计数的准确性和降低仪器维护成本。

浚真生命科学微流控芯片
浚真生命科学团队针对微尺度下细胞的流动特点与细胞生长微环境研发芯片,用于细胞计数、细胞密度及活率分析,拓展功能包括微载体细胞分析、细胞凋亡、细胞转染、磁珠残余等,在生命科学研究、疾病模拟、毒性预测、新药研发及精准医疗等方面具有广阔的发展前景。

  • 专利微流控管路设计,避免流路污染,设备免维护;

  • 样品前处理流程高度集成在微流控芯片中,提高效率;

  • 自主研发、纳米试剂工艺TB/AOPI包埋,杜绝杂质干扰;

  • 全自动染色混匀,染料比例精准控制,避免人为误差;

微流控芯片技术通过微型化设计+多学科交叉融合,正在重塑生物制药领域的细胞计数标准流程。其核心价值不仅在于提升效率与精度,更在于为连续化生产提供了底层技术支持,随着材料科学与数据算法的进步,微流控有望成为生物制药工业4.0时代的“标配”工具,加速从实验室到规模化生产的转化进程,为生物制药研发及生产等领域注入创新活力!

 
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