新一代诊断技术丨悬臂梁传感器（Cantilever Sensor）

悬臂梁最常用于原子力显微镜。原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM) 在微纳米尺度力学测量领域有着广泛应用，其微悬臂梁探针是直接影响测量结果准确性的关键因素之一。AFM原理如下图所示，当原子间距离减小到一定程度以后，原子间的作用力将迅速上升。因此，由显微探针受力的大小就可以直接换算出样品表面的高度，从而获得样品表面形貌的信息。

微悬臂梁传感技术是在微电子机械系统和原子力显微镜基础上发展起来的一种新型分析手段。近年来，由于其具有灵敏度高、响应速度快、无需标记和实时监测等特点，微悬臂梁传感器在生物分子识别与检测中有着潜在的应用前景。其检测原理是当微悬臂梁单侧表面上有生化反应发生时，分子间的相互作用会导至微悬臂梁上下表面应力发生改变，而这两个表面的应力差驱使微悬臂梁发生弯曲，利用微悬臂梁传感装置对悬臂的偏转进行实时监测。

最早接触这个技术源于Scott Manalis课题组的文章。该技术利用微悬臂梁和微流控芯片进行高通量的实时单细胞生长速率研究，并进一步利用该系统研究了具有不同生长动力学的细胞亚群，并在几分钟内评估细胞对抗生素和抗微生物肽的反应。

Scott Manalis是麻省理工学院的教员，目前该技术已经用于研究蛋白质、细胞、CTCs、药物作用、基因表达、分子识别等大量分子生物学研究，并可检测基因组内的单个基因。

• 不需要PCR等扩增技术

• 检测灵敏度高，不需要荧光标记

• 应用于蛋白质组学，可检测超高通量的蛋白质

• 可以与微流控技术结合，实现单细胞研究

• 与常用硅加工技术兼容，悬臂梁材料也可选择金属材料、聚合物材料等

• 可开发多种诊断设备

测试速度快，最多具有百根传感器阵列，几分钟实验就可以测试出结果；

高通量，能够一次同时测试分析多个不用样品；

经济性，分析测试样品用量少，传感器耗材具有广泛匹配性；

自由度高，厂家支持用户需求更改和实时的技术支持。

采用超灵敏检测设备，可以通过血滴确定的诊断生物标志物筛查各种疾病的早期检测。Scala Bio可用于广泛的临床应用，其中我们增强的诊断测试灵敏度将提高特别有风险的人群中的医疗保健质量。

MECWINS公司经常利用该设备与全球多家研究所合作。目前，利用该系统已在nature nanotechnologye等杂志上发表一些论文。该研究就创新性地开发了基于纳米机械臂和光机械传导的三明治免疫传感器，通过两个简单步骤即可特异性检测人类血清样本中的p24抗原，检测限可达10^-5 pg/mL，这相当于可以检测到10毫升血浆中的单个病毒，检测能力比现行免疫法提高了5个数量级（十万倍），比NAAT方法提高了2个数量级。如果您感兴趣，北京汇德信科技有限公司可以提供技术交流、合作及样品测试。

该项目旨在利用微观和纳米机械结构（悬臂）的机械特性来测量分子（配体-受体）相互作用。这些测量将适用于健康和临床诊断，环境监测，非法材料检测和食品安全等领域。目前已经开发两个特定应用：肿瘤相关蛋白的检测和病毒的检测。