這篇綜述文章概述了微流控在即時(shí)（POC）診斷中的應(yīng)用，重點(diǎn)關(guān)注病毒感染的快速診斷。引言定義了 POC 診斷，并強(qiáng)調(diào)了快速診斷病毒感染的重要性。討論了微流體在診斷中的歷史，以及與傳統(tǒng)診斷技術(shù)的比較。介紹了微流控的原理和微流控器件的基本組件。討論了微流控在診斷中的優(yōu)缺點(diǎn)，包括快速診斷、低樣本量要求以及與各種檢測(cè)技術(shù)的集成。重點(diǎn)介紹了用于病毒感染的微流控診斷設(shè)備的例子，包括商業(yè)和基于研究的。還探討了病毒感染的傳感技術(shù)，以及該領(lǐng)域的最新發(fā)展。此外，還描述了微流體裝置中使用的材料和制造技術(shù)。還討論了材料和制造技術(shù)的最新進(jìn)展。微流控診斷傳感器開(kāi)發(fā)中的挑戰(zhàn)也得到了解決。

POC診斷旨在提高實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的可及性和速度，增強(qiáng)治療決策，并改善患者的治療結(jié)果。然而，將這些設(shè)備與有效的管理系統(tǒng)集成對(duì)于它們對(duì)患者護(hù)理的影響至關(guān)重要。POC 測(cè)試計(jì)劃的成功取決于特定測(cè)試、正在治療的疾病和測(cè)試環(huán)境等因素。針對(duì)該領(lǐng)域挑戰(zhàn)的擬議解決方案尚未得到廣泛實(shí)施或評(píng)估，強(qiáng)調(diào)需要進(jìn)一步研究以?xún)?yōu)化 POC 測(cè)試在患者護(hù)理中的使用。POC 診斷可快速獲得結(jié)果，無(wú)需將樣品送到實(shí)驗(yàn)室并減少等待時(shí)間。測(cè)試開(kāi)始，醫(yī)療保健提供者或患者立即獲得結(jié)果。雖然這樣可以節(jié)省時(shí)間，但重要的是要優(yōu)先考慮準(zhǔn)確性和可靠性以及速度。

例如，呼吸道病毒作為初級(jí)保健和醫(yī)院環(huán)境中上呼吸道和下呼吸道感染的主要原因或觸發(fā)因素的重要性已引起人們的極大關(guān)注。這些感染對(duì)全球健康產(chǎn)生重大影響，導(dǎo)致相當(dāng)大的發(fā)病率和死亡率。鑒于病毒性呼吸道感染的臨床癥狀可能相似，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)確認(rèn)特定病原體的存在至關(guān)重要。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法已得到顯著改進(jìn)，靶向抗病毒治療的開(kāi)發(fā)需要及時(shí)識(shí)別潛在的病毒病原體。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，預(yù)計(jì) POC 診斷的性能將進(jìn)一步提高。然而，需要來(lái)自精心設(shè)計(jì)的臨床試驗(yàn)的進(jìn)一步證據(jù)，以確定將 POC 診斷納入急性呼吸系統(tǒng)疾病患者管理的臨床和財(cái)務(wù)影響。

快速病毒感染診斷因其對(duì)患者管理、治療結(jié)果和公共衛(wèi)生的重大影響而具有極其重要的意義。及時(shí)準(zhǔn)確地識(shí)別病毒感染具有多種重要目的。

首先，快速診斷允許早期干預(yù)和治療開(kāi)始。某些病毒感染，如流感或呼吸道合胞病毒，如果不及時(shí)診斷，會(huì)迅速進(jìn)展并導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥?？焖僭\斷使醫(yī)療保健提供者能夠及時(shí)給予適當(dāng)?shù)目共《舅幬锘驅(qū)嵤┍匾闹С中宰o(hù)理措施，從而降低并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)并改善患者的預(yù)后。其次，快速診斷病毒感染在感染控制和預(yù)防中起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)迅速識(shí)別感染者，醫(yī)護(hù)人員可以及時(shí)實(shí)施隔離和檢疫措施，從而最大限度地降低傳播給他人的風(fēng)險(xiǎn)。這對(duì)于像SARS-CoV-2這樣的高傳染性病毒來(lái)說(shuō)尤為重要，在這些病毒中，快速識(shí)別和隔離對(duì)于有效控制疫情至關(guān)重要。

第三，快速診斷優(yōu)化了醫(yī)療機(jī)構(gòu)的資源配置。通過(guò)及時(shí)識(shí)別病毒感染，醫(yī)療保健提供者可以?xún)?yōu)先考慮并將醫(yī)院病床、個(gè)人防護(hù)設(shè)備和抗病毒藥物等資源分配給有需要的人。這有助于簡(jiǎn)化資源利用率，尤其是在需求增加或爆發(fā)期間。此外，快速的病毒感染診斷有助于強(qiáng)有力的公共衛(wèi)生監(jiān)測(cè)。病毒感染的實(shí)時(shí)檢測(cè)和報(bào)告使公共衛(wèi)生當(dāng)局能夠監(jiān)測(cè)疾病趨勢(shì)，實(shí)施有針對(duì)性的預(yù)防措施，并制定適當(dāng)?shù)母深A(yù)措施。這些最新數(shù)據(jù)有助于做出明智的決策、資源規(guī)劃和有效的疫情管理策略。

微流體在診斷中的歷史可以追溯到 1980 年代末和 1990 年代初，當(dāng)時(shí)人們對(duì)流體系統(tǒng)小型化的興趣日益濃厚。微納加工技術(shù)的發(fā)展，包括光刻和軟光刻，在創(chuàng)建微尺度通道和結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。最初，微流控設(shè)備主要用于分析化學(xué)和化學(xué)合成。然而，研究人員很快認(rèn)識(shí)到它們?cè)谠\斷方面的巨大潛力。處理少量液體和在微通道內(nèi)精確操作樣品的能力為快速高效的診斷測(cè)試開(kāi)辟了新的可能性。

微流控在診斷學(xué)歷史上的一個(gè)重要里程碑是芯片實(shí)驗(yàn)室（LOC）平臺(tái)的引入。在 1990 年代后期，George M. Whitesides 和 Stephen R. Quake 等研究人員展示了將樣品制備、分離和檢測(cè)等多種分析功能集成到單個(gè)微流控芯片上。這一概念通過(guò)為診斷分析提供緊湊便攜的平臺(tái)，徹底改變了該領(lǐng)域。

隨著時(shí)間的推移，微流體技術(shù)已被廣泛探索用于各種診斷應(yīng)用，包括傳染病檢測(cè)、癌癥診斷、遺傳分析和 POC 檢測(cè)。研究人員開(kāi)發(fā)了利用不同檢測(cè)原理的創(chuàng)新微流控設(shè)備和系統(tǒng)，例如核酸擴(kuò)增技術(shù)、免疫測(cè)定、電化學(xué)傳感和光學(xué)檢測(cè)方法。微流控技術(shù)的進(jìn)步也使得在單個(gè)微流控平臺(tái)中集成了其他功能，例如樣品預(yù)處理、細(xì)胞分選和單細(xì)胞分析。這些發(fā)展促進(jìn)了高靈敏度和特異性的診斷分析，減少了樣品量，縮短了分析時(shí)間，提高了準(zhǔn)確性。微流體在診斷方面的進(jìn)步得到了材料、制造技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和系統(tǒng)集成的進(jìn)步的支持。工程師、生物學(xué)家、化學(xué)家和臨床醫(yī)生之間的合作在將微流體診斷設(shè)備從研究實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化為商業(yè)應(yīng)用方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

今天，微流控在診斷研究和開(kāi)發(fā)中仍然是一個(gè)充滿(mǎn)活力且快速發(fā)展的領(lǐng)域。目前的工作重點(diǎn)是解決與可擴(kuò)展性、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化相關(guān)的挑戰(zhàn)，以進(jìn)一步加強(qiáng)基于微流體的診斷在臨床環(huán)境中的采用。微流控技術(shù)的不斷發(fā)展在提高診斷能力、改善醫(yī)療保健結(jié)果和塑造個(gè)性化醫(yī)療的未來(lái)方面具有巨大的潛力。

在這篇綜述中，我們討論了微流控在POC診斷中的重要作用，傳感技術(shù)對(duì)病毒感染的重要性，以及微流控器件材料和制造技術(shù)的進(jìn)步。微流體的集成徹底改變了 POC 診斷，可以直接在患者所在地進(jìn)行快速準(zhǔn)確的測(cè)試。專(zhuān)為病毒感染設(shè)計(jì)的傳感技術(shù)極大地改善了這些疾病的檢測(cè)和管理。此外，新材料和制造技術(shù)的發(fā)展使得創(chuàng)造具有增強(qiáng)功能的復(fù)雜微流體設(shè)備成為可能。這些進(jìn)步在改變 POC 診斷方面具有巨大潛力，為及時(shí)的疾病診斷和監(jiān)測(cè)提供便攜、用戶(hù)友好且具有成本效益的解決方案。微流體、傳感技術(shù)和創(chuàng)新制造方法的融合為醫(yī)療保健結(jié)果的重大進(jìn)步和有效應(yīng)對(duì)全球健康挑戰(zhàn)鋪平了道路。

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