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纳米技术的优缺点范文1
关键词：循环肿瘤细胞；微流控芯片；细胞检测
中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）09-2093-02
近年来，恶性肿瘤导致的死亡率在所有疾病的死亡率中位居前列，而肿瘤细胞具有的侵袭和转移能力正是恶性肿瘤的高致死率的诱因 [1]。循环肿瘤细胞（Circulating tumor cells，CTCs）是自肿瘤原发灶或转移灶脱落进入外周血液循环的肿瘤细胞，是肿瘤远处转移的一种标志。因此，基于循环肿瘤细胞的肿瘤转移的检测就显得至关重要。
微流控芯片以其低成本、易操作、便携式、低损伤、高准确性成为当前各类CTCs检测方式中最热门的一种方式。基于微流控芯片的相应方法的成功实现及运用，不仅将对肿瘤早期检测和预后的判断有重大意义，而且对临床治疗的指导也有很大价值。
1 CTCs概念
根据目前的研究，CTCs被定义为因诊疗操作或自发由实体肿瘤或转移灶释放而进入外周血循环的肿瘤细胞。进入循环而未被清除的肿瘤细胞通过微迁移、黏附以及相互聚集形成一定体积的微小癌栓，并在相应条件下发展为转移灶[2]。
CTCs在外周血中的数量极少，通常在每106～107个白细胞中才能寻找出仅有的数个肿瘤细胞，因而要进行CTCs检测通常必须先进行细胞富集，以提高检测灵敏度。细胞富集可通过肿瘤细胞的特异性标志物或者细胞形态特征如细胞密度和体积等来实现。其中免疫磁性分选法是目前最常用的CTCs富集方法。当前较为常用的CTCs分离检测手段则有CTCs微流控芯片技术、流式荧光检测仪、CellSearch检测、膜过滤法、密度梯度离心法。
2 微流控芯片的制备工艺和研究
目前，微流控芯片主要以PDMS为芯片材料，以玻璃为基底材料。其中PDMS具有非常理想的材料特性，尤其表现在作为构建微流控芯片的主要材料时。
近年来，由于PDMS易于加工成型，图形效果好，光学透性好且兼容荧光检测等，低毒性、加工容易，且容易和自身以及其他多种材料封接，对温度等环境的要求也不多等诸多优点，因此受到了各方广泛关注。首先，PDMS因为弹性好，在脱模过程中，加工出来的PDMS微通道在保持模具完整无损的情况下，能够轻松剥离出来，从而实现模具的重复利用[3]。另外，PDMS柔性好，易于吸附在其他材质的衬底之上，而且PDMS与相对粗糙的表面接触非常紧密，经过处理后，与基底封接效果好，键合工艺简单，浇铸法制备PDMS结构具有较高的成型质量。PDMS的电绝缘性也很好，因而被运用于各种主流毛细管电泳芯片的制作；PDMS对温度等也很不敏感且具有化学惰性，与大部分待检测液体都不会发生反应，因而具有很高的生物兼容性，满足大量不同生物实验的要求。迄今为止，以PDMS为主要加工制备材料的微流控芯片已被广泛应用到医学和生命科学等领域。
3 不同微流控芯片技术的原理及方式
3.1 基于循环肿瘤细胞大小的微流控芯片技术
利用肿瘤细胞与其它血细胞的大小以及刚度不同的物理性质可以对循环肿瘤细胞进行分离。根据肿瘤细胞与血细胞直径的不同，设计一定直径的滤孔，可以实现循环肿瘤细胞的分离。ISET联合激光扫描细胞计量仪（lasereanningeytometry，LSC）的原理即是利用肿瘤细胞通常比外周血液中其它细胞大的特性，采用孔径为8μm的滤膜，将肿瘤细胞从血液中分离出来，通过不同荧光标记细胞来进行进一步鉴定，应用LSC对已经过荧光抗体标记的细胞进行扫描并识别，进而可以准确计算出血液中含有的微量肿瘤细胞。常用的荧光抗体有抗CK抗体。经过研究表明，此方法已成功被运用于从乳腺癌、前列腺癌以及肺癌患者的血液中检测出CTCs。此方法较之CellSearch系统而言，其细胞富集过程相对容易，它不依赖抗原抗体反应而是直接过滤外周血进行肿瘤细胞富集，不但不破坏肿瘤细胞的形态学特征而且减小了肿瘤细胞的丢失，同时它能将丢失了上皮细胞特征的肿瘤细胞分离出来，并且应用激光扫描细胞计量仪对所检测到的阳性细胞进行进一步目测确认，确保了CTCs检测的准确性。然而，采用CellSearch技术与采用此方法检测的CTCs数目之间存在一定的不一致性，可能原因是有假阳性结果出现所致。而且此种方法选择的膜孔径为8μm意味着此方法只能分离直径大于8μm的肿瘤细胞，但目前没有研究能证实所有的肿瘤细胞都大于8μm，这导致该方法分离的准确性会受到质疑。
3.2 基于循环肿瘤细胞介电性的微流控芯片技术
由于肿瘤细胞是正常细胞变异了的细胞，因而它的电学性质方面较之正常细胞也会有所差异。DEPArray技术即是一种基于肿瘤细胞独特的介电性质的新型分离方法。相关针对淋巴肿瘤细胞的阻抗进行测量的研究，根据实验数据来评估细胞的介电性，发现恶性肿瘤的一个显著特点即是具有较低的特异性膜电容，鉴于这种特性，以上两种细胞的分离在控制介电泳的频率在1MHz以上时即可实现，并可保持这两种细胞的活性。DEPArray方法将嵌入了控制电路的硅衬底应用于已富集的样本中，通过改变电场来激发微电极，细胞从而被吸引或排斥，而不同大小和形态的细胞在分离过程中会受到介电力作用，而电场的变化相应改变细胞整体受力情况。在整个分离过程中，在一定的流速下，由于细胞在入口处低频电信号的作用下受到排斥的介电泳作用力，细胞的流动导致电极激发频率增加从而浮力减小，因而细胞在对应其介电特性的位置下沉停止。有研究表明已成功从血液中分离出乳腺癌细胞。介电泳方法简单易操作，他对单个细胞的分子鉴定以及评估肿瘤特异性和实现个性化疗法的监测具有广泛前景。但是该方法具有一定的局限性，因为不同种类的肿瘤细胞的介电性质存在差异，对应的电信号频率也不同。而且此种方法不能进行肿瘤细胞的计数，只能进行肿瘤细胞的分离，因此要确保细胞为肿瘤细胞则需要与其他细胞计数方法联合使用。比如曾有研究人员利用单克隆抗体将循环肿瘤细胞富集在微流控芯片上，通过改变电导率的方法对捕获到的循环肿瘤细胞进行计数等。
3.3 基于亲和配体功能化的微流控芯片技术
2007年，美国强生公司与麻省医院癌症中心合作研发了一种可以检测出外周血中微量肿瘤细胞的微流体硅芯片，称为CTC-Chip。该微流体硅芯片的表面布满了上万个被抗体包被的位点，当血液流过该芯片时，上面的抗体与肿瘤细胞进行特异性结合，肿瘤细胞就会因抗原抗体反应而被粘附在芯片上。此种方法能从血液中近10亿血细胞中检测出单个肿瘤细胞[4]。其原理主要是将肿瘤细胞与连接上皮细胞粘附因子EpCAM抗体的磁珠进行特异性结合，结合后再应用强力磁体将这些循环肿瘤细胞从血液中提取出来并进行生化染色，进而可以准确辨别循环肿瘤细胞。2010年，该机构成功研发第二代CTC-Chip，称为HB-Chip。虽然利用微流控芯片虽然可以成功地将活的循环肿瘤细胞成功分离出来，但因为细胞在操作中被固定在装置上，所以难以再次利用。总之，CTCs芯片技术为对肿瘤转移进行更为精细的分析提供了一个平台。
3.4基于纳米颗粒的微流控芯片技术
纳米技术在近年来得到飞速发展，并已大量运用到包括医学、药学及机械制造业等领域。其中由于纳米颗粒具有独特的光学、电学及机械等性质，在解决检测方面的问题发挥了重要作用。结合纳米技术的循环肿瘤检测分离方法利用某些纳米颗粒独特的生物以及光学特性，在检测过程中，与循环肿瘤细胞相连，作为具有特异性的光学标记物，用以实现信号的放大，因此避免了肿瘤细胞的检测信号不强的问题。另外，利用纳米孔内部连接相应肿瘤标记物的抗体，当纳米孔内有肿瘤标记物通过时，抗体与抗原特异性结合，引起阻抗相应的改变，肿瘤标记物的浓度则可通过检测阻抗的变化确定。借助纳米材料的上述优点，未来针对检测中应用纳米技术的研究里，会有很多方面可以提高。
4 基于微流控芯片的循环肿瘤细胞检测面临的问题以及未来发展
综合上述各种方法，相关循环肿瘤细胞的新检测方式不断出现，虽然它们各自具有检测优势，但仍存在一系列问题，影响循环CTCs的敏感性、特异性以及检测准确度等。例如依赖抗原抗体的免疫学检测法有高度的特异性而缺乏足够的敏感性，非免疫学检测法则有敏感性高而特异性不足的问题。目前，还有没有一种100%特异性的肿瘤生物标记。这些都增加了对CTCs的检测难度，需要在未来的研究中得到进一步的解决。
虽然CTCs检测存在很多问题，但是大量临床试验表明，CTCs检测在实体肿瘤早期诊断检测、转移判断、疗效判定和预后评估等方面具有重要临床意义。装置微型化是目前CTCs检测装置的研发趋势，而这其中微流控芯片就是典型成果。综上所述，在现有技术的基础上，充分结合不同领域领域的优势，实现多方面的综合检测，提高检测技术的复杂度并确保检测结果的准确性，完成高效率、高精准度以及低成本的检测过程是未来基于微流控芯片的CTCs检测领域的研究重点。
5 结论
微流控芯片检测循环肿瘤细胞（CTCs）作为一种具有高度可重复性和可行性的新型诊断工具，在肿瘤转移的早期诊断、检测以及预后鉴定等方面的作用是显著的。该文深入探讨了该领域的最新进展，分析了当前各种检测方式的优劣势。可以看出，大部分的检测过程都不是采用单一方式。单一方式有缺陷，需要结合多种方式才能准确分离CTCs。为了使循环肿瘤细胞分离的方法更便捷，在研究过程中可以结合多种检测方式，实现多功能多模式的检测。各种检测方式的组合，必定可以起到事半功倍的效果。随着各种研究方式和检测技术的改进，包括敏感性和特异性的不断提高，微流控芯片检测分离循环肿瘤细胞（CTCs）必定会在临床肿瘤诊治中得到广泛推广及应用。
参考文献：
[1] Cristofanilli M， Medndelsohn J. Circulating tumor cells in breast cancer：Advanced tools for “tailored”therapy [J]. Proc Natl Acad Sci，2006（46）：17073-17074.
[2] Paterlini-Brechot P， Benali NL. Circulating tumor cells（CTC）detection：clinical impact and future directions[J]. Cancer Lett， 2007：180-204.
纳米技术的优缺点范文2
关键词 计算机；信息技术；应用
中图分类号：O212 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0120-01
1 计算机信息技术含义与发展趋势
1）计算机信息技术含义。
计算机信息技术主要用在管理和处理信息所采用的各种技术，是一种协调计算机通信和其他学科交织的网络技术。
2）计算机信息技术归类与特征。
计算机IT功能多样化，更综合的水平，依照其功能可分为计算机技术、通信技术等。对于计算机技术的信息的处置，以达成编码、压缩、加密和再生，其特征在于，所述存储器的存储技术和外存储技术，主要用于读取和写入速度、存储容量，并保持其稳定性。
通信技术是在时间和空间的信息传输技术转移，实现快速、可靠和安全的信息，这会影响计算机信息应用。传感技术是结合通信技术和测量技术，扩展人类的感觉器官取得的信息收集技术，信息传感功效，综合应用多种技术交织，以不断提升其能力，加强人感知信息的能力。控制技术包含控制和显示技术的信息，达成计算机信息技术进程中的环节。按照不同的载体，可以分为硬件和软件技术，硬件技术主要用在信息装备，有信息传播的通讯装备支撑，软件技术主要在于信息处理的措施和相关技术。
3）计算机信息技术发展趋势。
随着计算机技术涉及范围大，相关的技术发展到了一定的技术水平，但仍存在一定的局限性，特别是计算机的中央处理器，以适应提升运算的速度和发展，使得计算机信息技术进一步提高，保证了网络和不断提高的安全性。目前，电脑已逐渐渗透到人们的生活，这也得到了大规模的发展，信息系统成为人们取得信息，使成为社会生活的传输，解决雄厚的社会资源系统，通信技术，控制技术的信息系统资源可以更简易，操作便利，管理信息系统已成为企业信息化管理，计算机信息技术辅助生产管理系统的一个重要途径，继续靠拢商业和贸易发展。
2 计算机信息技术改进及其应用
伴随科研的进一步进展，不断的探究人们的计算机信息技术的改进，使之更有效地应用到各个范畴。通过对优势和计算机信息技术优缺点的深入研究，提出有用的改善方法，并很好地使用到每个行业范畴里。
1）传感技术的完善及其应用。
即使我们传感器技术的研究、生产和应用系统，人员和传感器技术的部分优点，也有了许多先进的成就，诸如工具/车轮显示一系列的结果，油的温度和压力感测系统，油井高温高压感测系统，高精度的热式光检测传感器，以及大范围的用户市场。但系统性缺陷仍然存在，如传感器和传感器系统的研究和发展战略没有统一的布局，形成两个平行不连贯的研究，以及缺乏完善传统的传感器，以及集成化、智能化和纳米技术没有得到很好的强化。所以还是要在探究传统的传感器技术上，偏重于用量大，应用范围广，具有现代物理学的效果，提高其可靠性和适用性，并减少成本，才能支持工业、农业和服务业的进展。例如信息技术、生物技术、新材料技术、加快林业的推广“5S”（遥感，地理信息系统，全球定位系统，专家系统和决策支持系统）技术已成为一个主要的工具。卫星遥感，红外监控，飞机等高科技，化学灭火森林预测，监测，控制、病虫害火灾隐患的控制，过去不能用常规技术或方式来处理荒漠化防治和濒危野生动物的问题，现在因为RS和GIS的参与变得比较简单。
2）通信技术的完善及其应用。
计算机通信技术经过网络拓扑设计是为了要成立连接性和可靠性，快速的通信，柔韧性，高品质的计算机通信网络，合理的数据传输和数据同享，强化系统的可靠性，并统一对主机的分布式信息处理不同的范围，也可以提供实时的集中控制和管理功能，节约了在硬件、软件、设备，并由此创建通信子网和运输环节，增加了用户的网络资源的成本，优化网络拓扑结构，旨在在一定程度上提高通信技术。在交通领域IT的应用是基于全球定位系统（GPS），地理信息系统（GIS），移动通信网络和国际网络的传输控制协议（TCP/IP）和其他技术原理，在汽车领域使用交通方便，如数据传输，语音通讯，目标跟踪，自动报警和住户拿到设有各种公共信息，实用的信息服务。而计算机技术、其他子系统和各种数据库相联合，达成范围大的效果。
3）计算机技术的完善及其应用。
根据计算机技术的一般属性适用在物理学，机械工程，电子工程和现代通信技术和数学，进一步加强它的进展和改进。第一要从技术的结构，操作系统管理上来说，要加以建设和使用，可以提高计算机系统。第二是强化对操作计算机系统，信息存储，输入和信息技术的输出控制，以提高计算机的组件技术。第三是逐渐完成由信息处理，数据处理转化到知识处理，知识到数据库的过程。计算机技术应用在工程产业，经由项目管理系统和某些软件工具的应用支撑，计算和运营管理，表现出了有效的提高了工作效率和成果质量。
4）控制技术的改进及其应用。
信息技术在业务流程层面上的手动或自动控制程序为运行发电原理，用于形成、记载、处理或其他金融数据的程序信息，相关的数据通常包含检查计算、查账和试算的精度，设置输入数据和数值的自动检查。经由电脑整理数据可以使用日历年为单位，分析部门的历史财务数据，并为决策者的选择提供可靠依据 ，并由此创建较为完整的决策支持体系，实现会计电算化资料的应用，以便决策者能够遵从市场经济规则，拟定行为规范为自身发展的前提下，强化经营管理，提升经济效益。
5）密码技术的完善及其应用。
对称加密的密钥分配和管理制度最大的问题是很复杂，而且数字签名是不能实现的。所以可以在实际运用中使用两者的优势，采取对称加密系统，使用公共密钥加密系统，混合加密文件，就可以处理运算速度的密钥分配和管理情况。保护计算机在因特网的加密技术应用的信息的安全性，利用加密技术，无需使用Internet网络的拓扑结构，因为数据传输技术已达到安全要求。通过现代信息技术改进，任何信息的数字化，成本低，运输方便，保真度，帮助再创造等。现代技术可以形成信息高速公路网络，具有大容量，高带宽，对于某些快速通道和信息洪流的有序流动，减少了距离和时间的距离，更好地加速了通信效率，轻松地获得储存过程中的信息。
3 结论
随着算机信息技术的进步与发展，它成为了人们的各项工作和生活过程中不可缺少的组成部分，我们必须要重视这一珍贵技术，进一步开发其潜在价值，符合我们的生活需要。
参考文献
[1]陈晨.计算机信息技术应用浅论[J].中国科教创新导刊，2011（8）： 176-176.
纳米技术的优缺点范文3
关键词：微透析；植物；质外体；HPLC；GC；CE
中图分类号：O652 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）12-2733-04
Application of Microdialysis Technique in Physiology and Biochemistry of Plant Research
MA Jin-long1，2b，JIANG Guo-bin2a，YAO Shan-jing1，JIN Hua2a，DENG Shao-li2a
（1.Department of Chemical and Biological Engineering， Zhejiang University，Hangzhou 310027，China； 2a. Environment and Resources College； 2b.Life Science College， Dalian Nationalities University， Dalian 116600，Liaoning，China）
Abstract： Microdialysis is a sampling technique that can be employed to monitor biological events both in vivo and in vitro， it can be coupled with a variety of analytical instruments， can provide monitoring information for biological active substances changed with time and concentration in other aqueous environment or outside the cells dynamically in realtime. It is advantageous in fast， selective and sensitive analysis while preserving temporal information without affecting the growth of organisms. At the same time， the changes of analyte can be detected immediately in external environment. Furthermore， microdialysis samples without pretreatment， which are coupled with high-precise analytical systems， will realize truly real-time， online and cheap tracking detection.Although microdialysis sampling focusing on intercellular matrix has been applied in animals and human， it has not been extensively employed to detect various material changes in plant apoplast. So microdialysis sampling technique can overcome the bottleneck of previous research on plants. An overview of microdialysis system about principle， probe， membrane and parameters， furthermore sampling for plants and analytical methods employed for online analysis， including gas chromatography （GC）， high performance liquid chromatography （HPLC）， capillary electrophoresis （CE）， and so on， were reviewed.
Key words： microdialysis；plant；apoplast； high performance liquid chromatography （HPLC）； gas chromatography （GC）； capillary electrophoresis （CE）
生物体作为一个活的个体，每时每刻都在进行着各种生物、物理、化学的变化，只有极少数具有时间上的高分辨率的仪器可以连续监测生物体发生的变化。微透析仪就是很有力的一种采样仪器，无论在体内还是体外都可以实现连续监测生物活性分子等物质的浓度。自从1996年Bito等[1]首次提出微透析仪器，微透析仪器得到了广泛应用。目前，绝大多数的应用领域为人体、神经学科、组织药代动力学和药物区域代谢等方面，可以说主要集中在动物方面。遍及动物体各部位器官包括肝脏、心脏、皮肤、胎盘血、胃和耳朵等。在植物方面的应用较少，主要用于监测欧洲云杉中乙烯含量[2]， 以及欧洲云杉生长区中乙烯和玉米素核苷含量变化[3]， 还有植物中Cu2+和Ni+含量的监测[4]。
有学者将微透析技术应用于鹅掌柴和杨树上取得了一定的进展，实现了植物质外体内含物的实时、在线监测[5]，本文主要介绍微透析与多种传统分析仪器联用，在植物生理生化研究中实现实时、在线、无损监测，从而深入研究植物的抗逆机理。
1 微透析系统
1.1 微透析基本原理
微透析（Microdialysis）起源于20世纪50年代末期，用来描述一种类似于透析的萃取技术[6]。微透析技术的基本原理与透析原理相同，即小分子物质顺着浓度梯度通过半透膜进行扩散，只是装置更精巧，采用一种新型同心圆探针，膜区采用具有不同截留分子量的半透膜材料制成，埋入待测的生物组织区域内，再以恒定的速率向探针内灌注等渗灌流液，微透析探针如图1，当灌流液流经探针前端透析膜时，探针膜外侧组织内可透过半透膜的相对分子质量较小的生物活性物质，依浓度梯度从膜外扩散进入透析管内，并被透析管内连续流动的灌流液不断带出，从而达到活体组织取样的目的。
微透析样品中待测物质浓度不能确切代表组织中该物质的实际浓度，而且试验过程中使用空白灌流液不间断透析，因此不会达到平衡状态，微透析样品浓度只是该组织部位真实浓度的“片段”，实际浓度应恒定地大于透析液中浓度，二者的比率即为相对回收率。
1.2 微透析探针
微透析探针是一段管式半透膜与石英、不锈钢或者塑料材质的管相连，常规使用的探针外径一般为200～500 μm，半透膜的截留分子量（MWCO）范围为5 000～100 000 Da。根据使用对象的不同，常规的微透析探针分为两种4个式样，即并联和串联2种，并联探针根据使用材质不同分为刚性和柔性2个式样；串联探针根据使用部位不同，分为线性和环行2个式样。在植物中广泛使用的共3种（图2），即圆柱型套管探针、线型探针和柔韧型探针。
目前国际上生产微透析探针和系统的公司主要有瑞典CMA和Agnthos公司、美国BAS公司、荷兰Brainlink BV公司、日本EICOM公司和德国Enka Glantzoff公司，由于微透析一直以来主要应用在动物和人体当中，因此还没有生产专门用于植物的微透析探针的公司，现在绝大多数研究植物微透析都采用动物探针或者自制探针。
1.3 微透析膜
微透析膜主要有如下几种：亲水性透析膜、纳米孔透析膜、均质膜和离子交换膜。微孔膜的结构类似于一个传统的过滤装置，且基本操作原理也相同。孔径大小通常在1～10 nm，比传统的过滤装置小得多。通常制作透析膜的材料是聚四氟乙烯，还有纤维素酯、聚碳酸酯、聚砜、丙烯腈共聚物、聚缩醛、聚丙烯酸酯、聚电解质复合物、交联聚乙烯醇和丙烯酸共聚物如全氟磺酸等，这些材料制作的微透析膜得到广泛的应用。均质膜是由均匀的薄膜平均分布在整个界面上。在膜的周围通过分子扩散进行传质过程，透析效率取决于溶解度和目标物在膜的界面扩散程度。离子交换膜没有常规的大孔径，全部是微孔径，但在成膜聚合物里包含有正电荷或负电荷离子吸附在孔隙壁上[9]。
影响膜分离效果的因素主要在分离模式或者是探针种类上：膜表面（特殊功能的膜材料）；膜路径长度（长度越长效果越好）；膜的孔隙率（最重要的影响因素）；膜厚度（考虑传质效率和膜的寿命，选取最适区间）；膜的几何形状（决定接触面积大小）。
在透析过程中一个重要但容易被忽视的参数，就是截留分子量（MWCO），这个参数是由孔径尺寸决定的。为了在目标组分和大分子基质之间保证最佳分离效果并且保证时间相对较短，就需要选择一个最佳的孔径。这需要在高通量分析和充分去除干扰物之间需求一个平衡。膜厚度和孔隙率（即每单位膜面积的孔隙数量）往往不出现在科学文献中，尽管这些参数对透析效率影响很大，但是为了获得样品高通量分析，很明显需要使用薄且高度多孔膜[10]。
随着纳米技术如采用原位影印多孔聚合物集成芯片级微透析膜，使得微透析技术获得长足进步，纳米孔径微透析膜芯片可以使用相分离聚合技术即通过一固定形状的紫外激光束快速而廉价地制作出来。控制相分离过程可以定制不同MWCO的工程膜应用到相关领域。采用两个不同MWCO的膜，进行反向流动模式微透析从样品中分离出低分子量的目标物；第一步采用低的MWCO进行蛋白脱盐，第二步采用较高的MWCO以目标物大小为基础分离蛋白质。几次测试证明了膜均一性、重复性和低分子量组分通过膜可以快速扩散等特性[11]。
1.4 微透析相关参数
在微透析技术中，涉及到如下几个参数，需要在试验操作过程中优化和注意：灌流速度；可用于分析的透析液体积；透析液中目标物的浓度范围；分析方法的敏感度和检测限；灌流液种类；得到有效结果的测试频率（有时间限制样品）。
2 微透析在植物研究方面的优缺点
2.1 优点
对于生物组织和液体取样，微透析有几个明显的优点，特别是与分离分析方法联用的时候。透析液通常是含盐水溶液，其中只含有小分子量物质，而细胞和大分子量物质被排除在外，这样在分析之前则无需离心或者蛋白沉淀的步骤。此外，透析液是通过透析膜扩散，流动相没有去除，因此可以不断检测细胞外液中的物质持续几个月[12]。这在动物方面可以节省试验动物数量，在植物方面也同样如此，可以利用少量样本进行长时间检测，得到可靠的数据用以统计分析。由于微透析技术的微创性，对目标生物损害微小，在一株植物上也可放置多个探针，因此可以同时在嫩茎、根部、厚实叶片上同时检测，并且不影响植株生长，其他检测植物生理的技术也可以同时开展，比如叶绿素荧光检测、气孔检测、外观变化等，尤其在研究胁迫下植物生理变化时有着得天独厚的优势。
2.2 局限性
首先，微透析探针的插入需要熟练的技巧，操作不同对检测结果会有不同，尤其在植物表面硬度高的部位需要导引针，并且需要采用生物相容性较好且对结果影响小的高分子物质封闭探针与植物结合处，保证密封性的同时还方便探针的摘取。其次，微透析灌流液通常都是水溶液，因此分析物被局限于水溶性物质。一些检测高疏水性物质的尝试或多或少有些失败，但是也有一些报道成功地测量了疏水性物质，为了能够成功地检测疏水性物质，体外试验表明灌流液采用脂质分散剂代替水溶液会起到很好效果。再有，微透析对生物体是一种微创检测，组织部位不同恢复情况不同，且需要一定时间。最后，微透析技术的瓶颈就是传统分析方法的低灵敏性，因微透析样品体积少单位以微升记，目标物浓度极低。随着分析检测技术的发展，与HPLC、CE、MS等联用可以克服这个困难[13]。
3 微透析与现代分析仪器联用的效果
3.1 微透析与气相色谱（GC）联用
在植物生理生化研究中，乙烯是重要的信号分子，因此检测乙烯含量也是植物生理研究的重点，微透析可以用于植物不同部位，通过与气相色谱（GC）联用，可以检测乙烯气体含量的变化。
3.2 微透析与高效液相色谱（HPLC）联用
高效液相色谱（HPLC）是微透析样品分析中比较传统的检测分离方法之一。同样也分为在线和离线两种联用方式，HPLC进样量一般要求在20 μL左右，因此在传统植物微透析试验中，灌流液速度为1 μL/min，需要30 min取样1次进行HPLC检测。HPLC具有高压、高效、高速的特点，适合于生化样品的高效分离分析，且操作简便。微透析样品的最大优点是进样前不需要进行任何预处理，因此也可以在线与HPLC联用进行检测。透析液通常属于亲水性溶液，因此HPLC中反相色谱和离子交换色谱适合于微透析样品的直接分析[14]。
3.3 微透析与毛细管电泳（CE）联用
毛细管电泳（Capillary electrophoresis，CE）是近年发展起来的一种痕量、高效、快速的分析方法，分析只需要纳升或皮升数量级体积的样品，并使时间分辨率提高10 s以上[15]。分析速度和分离效率与场强成正比，因此微透析样品可采用短的毛细管和高的场强就可达到非常快速和高效的分离，电泳分析时间从几秒钟到几分钟即可完毕，这就使得微透析样品取样和分析同步进行，是分析微透析样品的理想方法。与HPLC相比，虽然分离效率略差一些，但进样量少，在一定试验条件下灵敏度强于HPLC。同样微透析与毛细管电泳联用分为离线和在线两种。因CE系统仅需几纳升样品，因此在植物微透析中以1 μL/min速度灌流，通常以5 min为单位收集样品用于分析，可以检测快速变化的物质，也能采用更低的灌流速度，以增加透析效果，使微透析取样中得到较高的相对回收率，这是其他分析仪器所无法比拟的。常用的检测仪器有UV、LIF、ECD和MS等。微透析与CE联用最大的优势就是可以实现在线分析，首先样品不需要纯化，CE的即时高分辨率可在短时间内同时测定透析液中多种分析物，因而能捕捉植物体内瞬间的变化，尤其植物在外界非生物胁迫时，某些信号物质浓度变化可精确捕捉。
4 展望
微透析作为一种取样技术已被广泛应用到各个领域，是一门多学科相结合的取样技术，尤其是在体内各种内源活性生化物质的检测中使用优势更为突出，有着广阔的应用前景。微透析过程可以明显减少取样时对生物体的伤害和正常状态的影响，使得取样结果最大限度地接近所测物质在生物体内的真实状态，可以实现实时、在线取样和检测，更可以明确某种活性物质在同一生物个体体内的随时间的变化过程，最大可能地消除各种复杂操作的影响，避免样本的浪费，而且微透析还有包括成本低廉、分析快速和装置简单且易操作等优点[6]。尤其在分析技术突飞猛进的今天，与多种精密分析仪器的联用，更加显示出其无可比拟的优越性。目前微透析技术还主要集中在动物、人体试验当中，在植物研究中鲜有报道，植物质外体一直是植物生理生化研究的热点和难点，微透析可以很好地解决这一问题，未来可以优化微透析装置设计，以及和多种分析仪器偶联在线使用，可以发展植入式或外挂式微透析装置，以方便各种情况下生物体的取样分析。在植物生理研究中，不仅可以检测质外体各种物质的变化，还可以与其他传统检测同时进行，将各种指标全方位进行综合检测对比分析，可以为生理生化研究提供更为立体的研究数据，揭示出更多信号转导的生理生化机制。
参考文献：
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