也許在2年后，一個沒有經(jīng)過充分醫(yī)護訓練的人只用幾分鐘就可檢測出病人是否患有流感、被細菌感染、中毒甚至是否得了某種癌癥——且只需約15秒就可得知結果。這是IBM Research的預測，該機構已研制出用于即時檢驗的微流控(microfluidic)芯片實驗室原型。

(編者注：在檢驗醫(yī)學和臨床領域，即時檢驗(POCT)是指在發(fā)病或者發(fā)生事件的地點進行診斷、監(jiān)控和治療，省去標本在實驗室檢驗時的復雜處理程序，從而快速得到檢驗結果并及時做出正確的處理。而芯片實驗室(LoC)，或稱微全分析系統(tǒng)(μ-TAS)，是指把生物和化學等領域中所涉及的樣品制備、生物與化學反應、分離檢測等基本操作單位集成或基本集成一塊幾平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化學反應過程，并對其產(chǎn)物進行分析的一種技術。)

該原型是采用傳統(tǒng)硅制造設備、以類似制造的方式制作的。在化學檢驗領域，該原型可被用于形成微流控通道的網(wǎng)絡，實現(xiàn)一種交鑰匙的醫(yī)療檢驗機制，非專業(yè)人員可用其進行即時檢驗，且只需一針孔的血、不到一分鐘就能得出結果。

芯片實驗室可執(zhí)行與大型的醫(yī)學實驗室同樣的檢測，但卻是通過一次性設備完成的。目前，醫(yī)院檢測需從人體中用針管抽取約10毫升血液，但IBM的芯片只需要一針孔、約5微升的血，且檢驗的速度也快很多。

該原型約1×5厘米大小，所采用的片上微流控通道的大小為180微米深、30到100微米寬。把抽取的血液滴到芯片上，毛細管作用會使血液流過這些微流控通道。約15秒后，可把芯片插入到熒光(現(xiàn)已成為醫(yī)療機構的標配設備)進行結果確定。

該芯片的第一級包含一塊加載墊，墊子帶有一個由可“捕捉”血細胞和任何微粒的硅柱區(qū)，因此只有液態(tài)血清能到達芯片的其余部位。在第二級，用一個流阻測量液態(tài)血清樣本在芯片內(nèi)的流動速度，血清樣本通過該器件流經(jīng)整個芯片以匹配特定測試所擬檢測的物質(zhì)。接下來樣本穿過一個含有試劑的區(qū)域，試劑是提前用噴墨打印機沉積在芯片上的。試劑能與匹配被檢測物質(zhì)的樣本分子結合。

由于試劑附著有特定的熒光標記，所以，可在被稱為反應箱的下一個區(qū)域?qū)ζ溥M行檢測。在反應箱里，用光照射樣本，任何被試劑所附著的分子將發(fā)出特定波長的熒光，測量熒光就可檢測出被測物質(zhì)的濃度。

由于這些檢測可由非專業(yè)人員執(zhí)行，因此能很方便的在戰(zhàn)場、邊遠地區(qū)或路途中實施檢測，且與在醫(yī)院一樣容易。IBM的愿景是：有一天，其芯片實驗將與滅火器一樣成為公共急救設備。但有個局限就是，該芯片只能測試體內(nèi)是否存在某種物質(zhì)；也就是說，它不能用于空氣或水的檢測。

“但對病人篩檢來說，該技術非常靈活。”電子工程師Luc Gervais表示，“當病人被細菌或諸如豬或禽流感等病毒感染、以及得了像乳腺癌或前列腺癌等某些癌癥、甚至在中毒時，我們可以檢測出血液中的蛋白質(zhì)含量?！盙ervais是IBM Research里這款芯片的開發(fā)者之一。

IBM的原型通過檢測血液中蛋白質(zhì)的含量證實了這樣一個觀念：當心臟病發(fā)作后，病人血蛋白的濃度會上升。這種發(fā)現(xiàn)可使醫(yī)務人員不必等待醫(yī)院化驗室的檢查結果，提前采取合適的治療措施。

這款設備最終可能會采用注塑成形方式進行生產(chǎn)以達到一次性設備的價格點。IBM公司正與醫(yī)療廠商合作以進行該芯片實驗室的商品化運作，并預計將在大約兩年內(nèi)推出這款產(chǎn)品。IBM的第一家合作伙伴是比利時的Coris BioConcept 公司。

下一步的研發(fā)目標是推出可同時進行多種分析的產(chǎn)品，例如，在飛機降落前對乘客進行各種不同流感病毒的檢測。據(jù)透露，可一次性檢測六種物質(zhì)的原型正在研制中。