近期，中科院合肥物質(zhì)院安光所生物醫學(xué)光學(xué)研究團隊研發(fā)了一種微流控病原體核酸現場(chǎng)即時(shí)檢測裝備，相關(guān)成果已被微流控領(lǐng)域核心期刊Analytica Chimica Acta接收發(fā)表（中科院一區TOP）。 

　　微流控芯片已被廣泛應用于病原體核酸檢測，其中核酸提取是最關(guān)鍵的步驟。微流控芯片常采用以高比表面積為特征磁珠或硅膠膜來(lái)吸附核酸，但也可能會(huì )導致產(chǎn)生更多的離液劑、雜質(zhì)殘留。因此，微流控芯片通常需要集成多個(gè)試劑存儲管，并結合微閥微泵執行流體操控，進(jìn)而實(shí)現核酸提取和雜質(zhì)清洗，相關(guān)方案不僅結構復雜，而且微流控芯片的制備工藝和配套檢測裝備的復雜度也隨之升高。 

　　在這項研究中，研究團隊開(kāi)發(fā)了一種基于殼聚糖修飾的極簡(jiǎn)微流控芯片（chitosan-modified minimalistic microfluidic chip，CM3-chip）和智能手機的病原體核酸現場(chǎng)即時(shí)檢測裝備（Mobile kit, Mkit）。CM3-chip腔體內壁修飾有殼聚糖，在酸性pH條件下，殼聚糖中的伯胺（pKa = 6.2至7.0）將帶正電荷。霍夫邁斯特效應表明質(zhì)子化的胺比其他離子更可能通過(guò)靜電相互作用與帶負電荷的核酸結合。CM3-chip富集核酸后，可以直接進(jìn)行原位擴增。智能手機用于控制檢測全流程，包括溫度控制、圖像采集、數據處理和結果分析等。與傳統方法相比，Mkit具有諸多優(yōu)勢，包括無(wú)需離心、無(wú)需復雜清洗、無(wú)需磁鐵附件以及高靈敏度。檢測裝備的通用性、選擇性和用戶(hù)友好性得到了驗證。此外，由于具有相似臨床癥狀的各種呼吸道傳染性病原體給診斷和治療帶來(lái)了極大的困難。因此，研究人員使用人工制備的H5N6和IAV感染的唾液樣本，證明了Mkit在臨床診斷應用方面的適用性。 

　　近年來(lái)，安光所生物醫學(xué)光學(xué)研究團隊面向傳染性病原體、新型腫瘤分子標志物等快速檢測的需求，開(kāi)展微納生物傳感技術(shù)研究，發(fā)展了微流控全集成病原體核酸檢測技術(shù)，微流控液滴單分子/單細胞/單細菌分析技術(shù)以及微流控細胞功能表型實(shí)時(shí)檢測技術(shù)，研發(fā)了先進(jìn)診斷設備，獲得了二類(lèi)醫療器械注冊證1項，正努力建設集“生物醫學(xué)光學(xué)診療技術(shù)研究、醫療器械研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”的全鏈條創(chuàng )新體系平臺，并推動(dòng)臨床適宜新技術(shù)的轉化與應用。 

　　楊柯副研究員為本文第一作者，朱靈研究員為通信作者。該工作得到中科院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )、安徽省重點(diǎn)研發(fā)計劃等項目的資助。 

　　文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003267023002519 

檢測流程

檢測結果