杨慧博士

“芯片上的实验室”

    文、图/广州日报全媒体记者王纳

　　手指上戳一滴血就可以检测你是否得了癌症？近几年，关于滴血验癌的消息不时见诸报端，伴随这些消息的是老百姓的惊喜和业内人士的质疑。

　　如今最前沿的滴血检查疾病的技术究竟发展到什么程度了？所谓的“滴血验癌”是真的吗？

　　近日，记者专门向中科院深圳先进院的杨慧博士进行了求证。杨慧，世界顶级理工学院瑞士洛桑联邦理工大学的博士，曾旅欧八年进行相关前沿研究，曾任职业界最顶尖的欧洲微电子研究中心，目前刚刚回国从事“生物医学微系统与纳米器件”的研究工作。

　　学界观点：滴血验癌目前还不现实

　　“滴血验癌”，顾名思义，就是在你身上采一滴血，就能化验出你是不是有癌症。专业人士究竟是怎么看“滴血验癌”呢？

　　杨慧博士告诉记者，“癌症是非常复杂的病症，举例来说，患同样癌症的不同患者表现会不一样，同一个患者在患病的不同阶段表现也会不一样，甚至同一个患者相同肿瘤的不同区域也表现不一样。”所以想通过一些特别简单的检测手段就对它进行确诊，这个是不现实的，也是不负责任的。杨慧博士认为，利用少量血液检验危重病症需要建立在技术的开发和新的检测方法的研究上面才行。

　　Elizabeth Holmes（伊丽莎白·海尔默斯）曾是硅谷一名传奇的创业故事主角。她19岁从斯坦福大学辍学，创立了血液检测公司Theranos，公司估值曾高达90亿美元。该公司声称发明了滴血测试的技术，只要在指尖上取几滴血，就可以完成超过200个的检查项目，能检测出包括癌症和糖尿病等在内的多种疾病。此成果被《纽约客》（New Yorker）和《纽约时报》（New York Times）等各大媒体上广为传播，但最后美国联邦监管机构突击检查该公司的实验室，发现该公司的技术方法、人员和测试结果的准确性都存在严重问题。公司出具的检验报告全部作废，该公司的加州实验室也被吊销联邦执照。

　　另一选择： 芯片+小型机器组合

　　杨慧告诉记者，去年她回国后，在中科院深圳先进院主要是做“生物医学微系统与纳米器件”的研究，研发基于微流控技术的小型化体外诊断设备，实现针对人体的血液、尿液或体中的多种疾病标志物的快速检测。

　　据她介绍，目前微流控芯片主要用于样品的采集、运输与标记等过程，而检测中得到的光学或电学信号被仪器读取的过程，还需要在芯片外进行。也就是说，目前绝大部分厂家在开发的是“微流控芯片+小型化外围设备”这一套产品。

　　“这是过渡到完全在芯片上集成所有检验检测功能的中间阶段，我觉得这也是对于现阶段来讲一个更为合理的选择。”在杨慧看来，除了技术融合难度大这个原因，也有现实环境的原因。

　　“芯片+小型机器的组合也有优势，至少从病人的角度来讲，不用再等排队叫号，自己就可以完成采样这个工作，适合用于医院门诊或是社区医院或者是没有中央实验室的诊疗机构。这样也减缓了大型医院检验科的处理量，可以降低大量的人力和仪器成本。”

　　未来展望：验血跟测血糖一样快捷

　　很多人都有这样的经验，每次到医院体检，要花很多时间在排队上。验血取号排队，等待叫号排队，好不容易抽完血了，等待检验报告还要几个小时。光验个血就用了一天。如果是带孩子看儿科，抽血检验这一关简直是每个家长心中的痛。

　　随着微流控芯片技术的发展，这种场景很快就会改变。未来几年里，我们去医院，也许会发现检验科多了一些类似共享充电宝的机器，如果你想抽血，只需要用到一张电话卡那么大的芯片，把指尖的血液滴到芯片上，再把芯片塞回机器里，就能在手机上等待你的验血报告了。

　　甚至以后芯片还能自带信号功能，能完成所有的样品采集、检测、分析数据、传递报告的功能。这样一来，我们看病的场景就变成这样了：你早上起来感觉嗓子疼，那么究竟是普通着凉了还是有病毒感染呢？这时你就可以到楼下的小药房，或者马路边的小士多买一张电话卡大小的芯片，用配套的取样针轻轻刺破指尖，挤一滴血到芯片上，然后再用配套的消毒棉给伤口消毒。十几分钟之后，你的验血报告就出来了，还会给你建议是否要去医院就诊。说起来，这个过程还真有点像如今的家用血糖仪。

　　前沿技术：“芯片上的实验室”正在研发

　　滴血验癌之路还有点远，但是通过一滴血这样的微量样本来检测一个比较危重的病症，这确实是科学家致力研究的方向。杨慧告诉记者，现在跟百姓生活更为接近的，是微流控芯片技术，它的研究方向中包括“一滴血检验疾病”。

　　这种微流控芯片，还有一个更形象的名称叫“芯片上的实验室”，它是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、分离、反应、检测等基本操作单元集成到一块微型的芯片上， 自动完成分析全过程。如今已经发展成为一个集生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。

　　曾在欧洲微电子研究中心参与“全血快速检测芯片”项目的杨慧告诉记者，欧洲微电子研究中心的这个项目设计里，就是要求做出这样一块微流控芯片可以短时间内检查血常规、对血浆进行免疫检测、生化检测与病毒检查。

　　杨慧向记者介绍了“芯片实验室”的工作原理。芯片内设置了不同的可供流体通行的通道（浅蓝色部分），当需要检测的物质流过某一区域时，受到光的照射（深蓝色部分），这些物质可以自己发出荧光（绿色部分），这些荧光可以通过光学相机等传感器（黑色部分）进行读取，从而得知流体通道中需要检测的物质的种类与含量。据悉，目前芯片还在研发中，第一代原型机预计出现在2018年底到2019年中。

    《广州日报》2018年5月25日报道 http://gzdaily.dayoo.com/pc/html/2018-05/25/content_36_1.htm?v=F6