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移動端訪問更便捷我國科研團隊研發低成本微流控芯片 50分鐘快速診斷血流感染
2026年02月27日 13:18:24
來源:化工儀器網 作者:宋池 點擊量:5276

我國科研團隊成功研發一款低成本微流控芯片,可在50分鐘內檢測六類常見血流感染致病菌,單次成本約30元。該芯片經120例臨床樣本驗證,檢測結果與現行標準方法完全一致,為血流感染快速診斷提供了準確、低成本的解決方案。
血流感染是一種病情進展迅速的全身性感染疾病,傳統的病原菌鑒定方法通常需要24至72小時,耗時長、成本高,可能延誤患者的針對性治療。近日,中南大學湘雅三醫院聶新民教授團隊與湖南大學科研團隊合作,成功研發一款可在50分鐘內精準檢測六類常見血流感染致病菌的微流控芯片,單次檢測成本僅約30元。該項研究成果已于日前發表在《分析化學》期刊上。
該研究首次報道了一種將核酸提取與擴增檢測集成于一體的低成本芯片,所有檢測試劑以干粉形式預存在芯片內部,無需冷鏈運輸,可在床旁快速完成檢測。該芯片外形與CD唱片相似,采用圖案化聚碳酸酯層和壓敏粘附層復合而成。聚碳酸酯層可通過注塑工藝批量生產,壓敏粘附層則類似雙面膠,替代了傳統芯片制造中常用的熱壓鍵合工藝,大幅降低了制造成本。每塊芯片集成4個獨立檢測區,可同時處理4份臨床樣本。
據團隊介紹,每個檢測區均設有精密定量腔,樣本注入后在離心力作用下充滿定量腔,隨后在高轉速下均勻分流至8個反應孔。其中6個反應孔分別預置針對大腸桿菌、肺炎克雷伯菌、鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、糞腸球菌這六類常見血流感染致病菌的檢測試劑,這六種病原體在臨床血流感染中檢出率較高,覆蓋了多數疑似病例的檢測需求。
為確保檢測結果的可靠性,芯片設計了一套完整的內部質控體系。除六種靶向檢測孔外,另兩孔分別預存針對所有細菌共有基因16S rDNA的引物以及陰陽性對照物質,其中16S rDNA引物可提示樣本中是否存在芯片未覆蓋的其他細菌,而陰陽對照則用于識別因污染或非特異性擴增導致的假陽性結果。檢測過程中,樣本經簡單裂解稀釋后直接加載至芯片,通過實時熒光環介導等溫擴增技術完成核酸擴增與信號讀取,無需溫度循環設備,適合在基層醫療機構或急診環境中使用。
研究團隊利用120份臨床陽性血培養樣本對該芯片進行了驗證,結果顯示該芯片檢測六類目標致病菌的結果與醫院目前使用的基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜標準方法完全一致,展現了較高的檢測準確性。聶新民教授表示,傳統質譜檢測方法依賴昂貴設備,基層醫療機構難以配備,而該芯片將復雜的實驗室檢測流程濃縮于一張小型芯片內,操作簡便,不僅大幅縮短樣本周轉時間,也能更及時反映患者感染初期的細菌狀態,為臨床治療搶出寶貴時間。
目前,該芯片已完成單家醫院的初步臨床驗證,研究團隊計劃下一步啟動多中心臨床研究,進一步評估該技術在不同地區、不同人群中的適用性與穩定性,推動其向臨床應用轉化。該成果的研發為血流感染快速診斷提供了一種低成本的技術手段,尤其對醫療資源相對有限的基層機構具有重要意義。
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