微流控芯片技术可助力医疗电子

微流控芯片

刚开发成功的一种混合器件集成了用于样品制备的微流控芯片和用于对单个病毒RNA分子进行光检测的光流控芯片。目前检测埃博拉病毒的金标准依靠聚合酶链反 应（PCR）这种方法来扩增病毒的遗传物质以供检测。因为PCR作用于DNA而埃博拉病毒是一种RNA病毒，所以在进行PCR扩增和检测前要用逆转录酶制 作病毒RNA的DNA拷贝。

美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的科学家开发了一种基于芯片的技术，能够可靠检测埃博拉病毒和其它病原病毒。该系统直接对病毒分子进行光检测，且能被集成进简单便携的仪器供现场使用，因为这种场合需要快速准确地检测埃博拉病毒感染以遏制疫情爆发。该系统内置两颗小芯片，一颗是微流控芯片，用于制备样品，另一颗是光流控芯片，用于光检测。

这款混合器件集成了用于样品制备的微流控芯片和用于对单个病毒RNA分子进行光检测的光流控芯片。微流控器件由硅聚合物——聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成，有微阀和流道在节点之间运送样本，满足样品制备各步骤的需要。埃博拉病毒RNA是靶分子，分离方法是将之与附着在磁性微粒上的合成DNA的对应序列（称为寡核苷酸）结合。用磁铁收集磁性微粒，去除不是靶体的生物分子，然后通过加热使附着的靶体脱落，用荧光标记物标记，再传给光流控芯片做光检测。

在实验室测试中，该系统能灵敏地检测埃博拉病毒，同时不会误判为苏丹埃博拉病毒和马尔堡病毒。用不同浓度的埃博拉病毒试验，结果表明六个数量级的量化结果都很准确。如果在微流控芯片的样本处理过程中增加一个“预浓缩”步骤，检测限将远超其它基于芯片的方法所能达到的检测限，这样的检测范围与PCR分析不相上下。

该研究的论文发表于2015年9月25日的《自然》杂志《科学报道》分册。资深作者、光电子学教授Holger Schmidt博士说：“PCR检测比我们的系统复杂，而且要求实验室环境。我们能直接检测核酸，且检测限接近PCR，特异性高。能测量的临床浓度覆盖感染者体内所能出现的整个范围。”

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