微流控技術(shù)在過(guò)去幾年內(nèi)迅速普及，關(guān)于微流控應(yīng)用的出版物數(shù)量也隨之飛速上漲。我們與Dolomite Microfluidics公司的首席執(zhí)行官（CEO）兼創(chuàng)始人Mark Gilligan取得聯(lián)系，共同探討微流控技術(shù)的最新進(jìn)展，以及Dolomite Microfluidics對(duì)公司的定位以支持未來(lái)的發(fā)展。

Dolomite Microfluidics公司 CEO Mark Gilligan

在我們正式開(kāi)始之前，您可以為我們簡(jiǎn)單描述Dolomite Microfluidics公司及其發(fā)展歷程嗎？

Mark Gilligan：早期微流控技術(shù)的發(fā)展很大程度上受到學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)的驅(qū)動(dòng)，受限于技術(shù)而非應(yīng)用。由于微流控裝置的構(gòu)建耗時(shí)且需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)，該技術(shù)在更廣泛的科學(xué)界中使用受限。我們窺見(jiàn)了開(kāi)發(fā)易于組裝組件的機(jī)遇，包括泵、芯片、傳感器和完整的系統(tǒng)，使得該技術(shù)更容易被廣泛的科研人員、專(zhuān)家和非專(zhuān)家所接近。

您認(rèn)為微流控技術(shù)為科學(xué)研究和生產(chǎn)帶來(lái)的最主要的好處有什么？

Mark Gilligan：微流控技術(shù)革命的核心是將更高級(jí)別的控制、精度和靈敏度掌握在科學(xué)家手中，把不可能變?yōu)榭赡堋＠纾F(xiàn)在眾所周知用于單細(xì)胞RNA測(cè)序的Drop-seq方案（參考Macosko et al1文獻(xiàn)），為平均細(xì)胞模型提供了替代方案，實(shí)際上可能并沒(méi)有現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)支撐。在Dolomite Microfluidics，我們看到該技術(shù)被運(yùn)用于糖尿病腎病和流產(chǎn)研究等領(lǐng)域。液滴微流控也支持其它類(lèi)生物應(yīng)用，如T細(xì)胞分析。最近在2017年MicroTAS視頻競(jìng)賽中的獲獎(jiǎng)?wù)呤且幻谧x博士生，他利用微流控技術(shù)來(lái)區(qū)分組織樣本中的細(xì)胞，并分析細(xì)胞異質(zhì)性。

想必您也聽(tīng)說(shuō)過(guò)許多圍繞器官芯片概念引發(fā)的討論，該技術(shù)使得個(gè)性化醫(yī)療更近一步進(jìn)入生活中，您對(duì)這件事情有什么看法？

Mark Gilligan：器官芯片概念是朝定制化藥物的自然演變，在理解個(gè)體基因構(gòu)成的基礎(chǔ)上對(duì)飲食和生活方式做出建議。例如咖啡因可能會(huì)降低某位患者發(fā)生心臟病的風(fēng)險(xiǎn)，在另一名患者身上則可能增加風(fēng)險(xiǎn)。目前的藥物檢測(cè)方法無(wú)法充分預(yù)測(cè)藥物在患者試驗(yàn)中的反應(yīng)。動(dòng)物試驗(yàn)缺乏一致性和可重復(fù)性，也容易上升到倫理問(wèn)題，培養(yǎng)出來(lái)的細(xì)胞和體內(nèi)環(huán)境中的細(xì)胞反應(yīng)也不盡相同。器官芯片克服了上述難題，為量化藥物性能提供更具重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)，在未來(lái)幾年內(nèi)，我相信我們可以期待每個(gè)患者都將擁有包含細(xì)胞的獨(dú)特個(gè)體化芯片，以展開(kāi)個(gè)性化醫(yī)療和藥物測(cè)試。

如果沒(méi)有微流控技術(shù)的出現(xiàn)，Drop-seq和器官芯片都是無(wú)法想象的，它們代表了科學(xué)的進(jìn)步。除此之外，微流控技術(shù)還帶來(lái)了哪些積極的改變呢？

Mark Gilligan：重要的是不要忽略微流控技術(shù)對(duì)改進(jìn)藥物微膠囊化已建立實(shí)驗(yàn)技術(shù)的影響，因?yàn)榱６取⑿螤詈徒Y(jié)構(gòu)的精確控制對(duì)候選藥物的功效而言非常重要。傳統(tǒng)基于乳液的分批處理法將導(dǎo)致活性藥物成分（active pharmaceutical ingredient，API）分布不均勻和顆粒多分散性，需要進(jìn)行額外的尺寸選擇步驟，并導(dǎo)致低顆粒收益率和API的顯著降低。隨著連續(xù)流動(dòng)微流控技術(shù)的引進(jìn)，這一切都將發(fā)生改變，在精確控制下提供將近100%的包囊，單分散顆粒，可重復(fù)步驟。藥物微膠囊化過(guò)程中也有其它令人振奮的進(jìn)展，我們使用自切割連接器（self-cleaving linkers）來(lái)控制藥物隨時(shí)間釋放。

當(dāng)前阻礙微流控技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的挑戰(zhàn)是什么？

Mark Gilligan：芯片樣品生產(chǎn)速度緩慢是目前微流控研究的一大瓶頸。在Dolomite Microfluidics，我們通過(guò)開(kāi)發(fā)Fluidic Factory來(lái)解決上述問(wèn)題，這是世界上第一臺(tái)商用3D打印機(jī)，用于設(shè)計(jì)適用于多類(lèi)應(yīng)用的流體密封微流體裝置，包括即時(shí)診斷、環(huán)境測(cè)試、液滴微流控和流動(dòng)化學(xué)等。對(duì)比典型時(shí)間表，微流控裝置從想法到原型，需要花費(fèi)6~8周的時(shí)間，而Fluidic Factory打印環(huán)烯共聚物芯片只需要不到一天的時(shí)間，保證了快速周轉(zhuǎn)并允許多個(gè)樣品的快速測(cè)試。3D打印技術(shù)必然會(huì)進(jìn)步，我們也期待這些進(jìn)步能夠進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，支持生物應(yīng)用的樣品開(kāi)發(fā)。

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