基于微流控芯片新冠核酸快检平台|毛红菊教授发表Lab on a Chip

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分享： 2022/07/27 14:50:11

导读：中国科学院上海微系统与信息技术研究所毛红菊团队，构建了一种多功能化的核酸快速检测平台，凭借着模块化的微流控芯片与基于MEMS工艺加工的温控器件。

基于微流控芯片的新冠核酸快速精准检测平台

近年来新冠疫情的全球流行，对世界范围内各个国家的经济发展和人民的生命健康都造成了巨大的损害。由于目前仍缺乏完全有效的疫苗或成熟的治疗方法，新冠病毒的及早发现和及时隔离，对于控制新冠病毒的传播起到了至关重要的作用。此外，对于病毒载量的精确定量，也有助于对感染者进行风险分级。然而当前采用的基于RT-PCR的核酸检测存在着周转时间长（至少3小时）和检测仪器便携度低的限制。因此，亟需开发一个不仅能够高通量快速筛查样本，而且能够精确定量病毒载量结果的平台，这将对提高检测效率及早期诊断方面发挥关键的作用。

近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所毛红菊团队，构建了一种多功能化的核酸快速检测平台，凭借着模块化的微流控芯片与基于MEMS工艺加工的温控器件，能够快速且高通量地筛查待测样本，并且可以检测精确的病毒载量信息。

图1 多功能快速核酸检测平台的工作流程与核心器件示意图

值得注意的是，该检测平台可以通过对模块化的微流控芯片的更换，分别进行定性化的感染病例筛查或精准定量的液滴数字PCR检测。并且，两种芯片均能在15分钟内完成整个核酸扩增反应，得到定性的阴/阳性筛查结果或精准的病毒载量核酸分子拷贝数。此外，该团队利用此平台成功地实现了对临床核酸样本的快速筛查，能够有效地将阴/阳性病例进行区分，并且可以进一步地量化阳性样本中的病毒载量。检测结果也与传统的荧光定量PCR方法的检测结果一致，而其单次核酸扩增反应的整体耗时却相较于传统平台（约1~2小时）缩短了至少5倍。因此，该多功能核酸快速检测平台，凭借其多功能和超快速的特点，可以很容易地适应广泛的分子诊断需求，其不但可以应用在面对重大传染性疾病需要即时诊断的情况下，同时也可以应用于个性化治疗、疾病监测和药物筛查中。这些优点都将进一步促进分子诊断快速检测技术的进步，以及其在研究和临床应用中的推广。

本文“Micro-PCR chip-based multifunctional ultrafast SARS-CoV-2 detection platform”发表于国际权威期刊《Lab on a Chip》（2022，22，2671-2681），获选为当期的Back Cover论文，并入选Lab on a Chip HOT Articles 2022，且被专题Miniaturised Sensors & Diagnostics 收录。

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图2 该工作被选为《Lab on a Chip》当期的 Back Cover 论文

作者简介：

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毛红菊教授

复旦校友 / 复旦大学校友会光华生命健康分会理事

中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室二级研究员

上海市领军人才，上海市科技系统三八红旗手；中国生物传感专委会委员，中国纳米肿瘤学专委会委员，中国肺癌防治联盟肺癌免疫治疗委员会常委，科技部重点研发计划项目二审评审专家，上海市生物工程学会转化医学专委会委员；近年荣获上海市科技进步三等奖，上海市医学科技二等奖等。

主要从事微流控芯片及微纳生物传感器应用于生物医药方面的研究，发展用于重大疾病检测的高灵敏、多靶标联合检测微纳生物器件。负责研发的丙型肝炎病毒基因分型诊断试剂盒获得了国家一类新药证书(国药证S20060022)，在临床上得到较好的应用；承担国家科技重大专项、国家自然科学基金、科技部重点研发计划、上海市重点项目等30余项重要课题研究；近年来在本领域主流期刊及国内外会议发表文章100余篇；作为主要发明人申请或授权专利50余项，参编中英文专著及教材6部。

研究方向：

1. 基于微流控芯片及微纳生物传感器用于重大疾病精准诊疗及液态活检方面研究；

2. 基于微流控的器官芯片技术用于药物筛选、评价和疾病模型构建等方面研究；

3. 基于微流控芯片结合微纳传感器用于可穿戴汗液检测方面研究。

[来源：光华生命健康]

标签：微流控芯片 pcr 毛红菊核酸检测