近期，中科院合肥物質院安光所生物醫學光學研究團隊研發了一種微流控病原體核酸現場即時檢測裝備，相關成果已被微流控領域核心期刊Analytica Chimica Acta接收發表（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吸附核酸，但也可能會導致產生更多的離液劑、雜質殘留。因此，微流控芯片通常需要集成多個試劑存儲管，并結合微閥微泵執行流體操控，進而實現核酸提取和雜質清洗，相關方案不僅結構復雜，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，研究團隊開發了一種基于殼聚糖修飾的極簡微流控芯片（chitosan-modified minimalistic microfluidic chip，CM3-chip）和智能手機的病原體核酸現場即時檢測裝備（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子化的胺比其他離子更可能通過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具有諸多優勢，包括無需離心、無需復雜清洗、無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，安光所生物醫學光學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，開展微納生物傳感技術研究，發展了微流控全集成病原體核酸檢測技術，微流控液滴單分子/單細胞/單細菌分析技術以及微流控細胞功能表型實時檢測技術，研發了先進診斷設備，獲得了二類醫療器械注冊證1項，正努力建設集“生物醫學光學診療技術研究、醫療器械研發及產業化”的全鏈條創新體系平臺，并推動臨床適宜新技術的轉化與應用。 

　　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新促進會、安徽省重點研發計劃等項目的資助。 

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

檢測流程

檢測結果