何农跃/王遵亮教授团队: 基于重力驱动微流控卡盒的现场快速核酸检测系统
发布者：毕昆发布时间：2022-11-20浏览次数：455
近日，东南大学生物电子学国家重点实验室王遵亮副教授、何农跃教授团队与基蛋生物苏恩本教授团队校企合作，研制开发了一款适用于现场即时诊断的低成本、快速 RT-PCR 系统。该系统的最大特色在于采用被动微流体泵送策略设计了一种重力驱动的微流体检测卡盒，其针对拭子采集样本，可以实现免提取的直接扩增分析，使卡盒内流体的操控摆脱了对于外部能量源或致动器的依赖，从而大大降低微流控卡盒系统的设计复杂性和研制成本。经过大量可靠的临床样本测试，基于该卡盒的 RT-PCR 检测系统在短短30分钟内便可完成包括 SARS-CoV-2、A 型/B 型流感病毒在内的呼吸道病毒 RNA 的检测，又能完成人乳头瘤病毒 HPV16/18 为代表的高危型性传播感染病毒 DNA 的检测，实现“样本进-结果出”整个过程一体化检测目标。该成果以“A Sample-to-Answer, Quantitative Real-time PCR System with Low-Cost, Gravity-Driven Microfluidic Cartridge for Rapid Detection of SARS-CoV-2, Influenza A/B, and Human Papillomavirus 16/18”为题，发表在英国皇家化学会权威期刊 Lab on a Chip 上，并入选热点论文。
▲ | 图 1. 基于重力驱动微流控卡盒的一体化 POCT 核酸检测系统模块结构 |
论文展示的整个 POCT 核酸检测系统主要由微流体检测卡盒，用于 PCR 扩增的快速变温模块以及 4 通道荧光检测模块组成(图1)。其中，最为核心的检测卡盒包括分别用于核酸加样、裂解、混匀和扩增的反应腔室（图2A）。重力驱动的流体泵送策略极大简化了卡盒结构功能设计，使得卡盒尺寸大大缩小（图2B），从而使得整个 POCT 系统一次运行可以实现多达 12 个检测卡盒样本的核酸分子检测，克服了当前主流分子 POCT 系统检测通量的不足。系统现已完成性能测试，正处于临床试验阶段。本文报道的 POCT 分子检测系统具有简单、灵活、快速、成本低的优点，对于资源贫乏和实验室条件不足的地区开展传染病防治具有极高的应用前景。
▲ | 图 2. 重力驱动微流体卡盒功能结构设计(A)及外观展示图(B) |
