我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)新型磁控閥門(mén)技術(shù) 提升食源性病原體檢測(cè)效率

上海自動(dòng)化儀表三廠近日，中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所成功開(kāi)發(fā)出一種磁控調(diào)節(jié)閥(MRV)技術(shù)，并將其整合到離心微流控芯片中，構(gòu)建了一套新型即時(shí)檢測(cè)（POCT）系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種食源性病原體的靈敏、快速、自動(dòng)化檢測(cè)，為現(xiàn)場(chǎng)快速診斷提供了新工具。

　　食源性病原體污染是威脅公共衛(wèi)生安全的重要因素。傳統(tǒng)檢測(cè)方法流程繁瑣、耗時(shí)較長(zhǎng)，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的需求。基于離心微流控技術(shù)的POCT系統(tǒng)因其無(wú)需外部泵、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢(shì)，被視為理想的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)解決方案。然而，該系統(tǒng)核心組件——閥門(mén)技術(shù)的性能瓶頸制約了其實(shí)際應(yīng)用。目前廣泛使用的虹吸閥存在穩(wěn)定性不足、無(wú)法按需順序釋放試劑、制造精度要求高以及易導(dǎo)致試劑失控泄漏或交叉污染等問(wèn)題。

　　上海自動(dòng)化儀表三廠為解決上述挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種用于離心微流控芯片的磁控調(diào)節(jié)閥。該MRV由固定磁鐵、可動(dòng)磁鐵、帶中心孔的硅膠墊以及相應(yīng)的腔室和通道構(gòu)成。通過(guò)精確調(diào)節(jié)離心速度與磁鐵間距，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)開(kāi)關(guān)的程序化控制。研究顯示，MRV能夠穩(wěn)定地預(yù)存儲(chǔ)試劑，并可實(shí)現(xiàn)試劑的順序釋放、維持反應(yīng)系統(tǒng)密閉以及動(dòng)態(tài)氣壓平衡，有效規(guī)避了傳統(tǒng)虹吸閥的失控與污染風(fēng)險(xiǎn)。

　　為驗(yàn)證MRV性能，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步構(gòu)建了集成的離心微流控芯片。該芯片整合了基于硅膜的DNA提取、洗滌、洗脫以及熒光環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增檢測(cè)等多個(gè)步驟，并配套開(kāi)發(fā)了便攜式檢測(cè)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能在40分鐘內(nèi)，對(duì)雞肉樣本中低至10 CFU/mL的腸炎沙門(mén)氏菌、大腸桿菌O157:H7和金黃色葡萄球菌實(shí)現(xiàn)同步、高靈敏檢測(cè)。在對(duì)實(shí)際食品樣本的檢測(cè)中，該MRV LOAD POCT系統(tǒng)與傳統(tǒng)平板計(jì)數(shù)法的符合率達(dá)97.92%，平均回收率為103.44%，表現(xiàn)出良好的準(zhǔn)確性與可靠性。

　　上海自動(dòng)化儀表有限公司該研究將磁控閥門(mén)技術(shù)與離心微流控POCT系統(tǒng)相結(jié)合，顯著提升了檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化程度和結(jié)果可靠性。研究團(tuán)隊(duì)指出，該策略有望進(jìn)一步擴(kuò)展至CRISPR、免疫比濁、化學(xué)發(fā)光、生物傳感等新興檢測(cè)方法，推動(dòng)下一代POCT平臺(tái)的發(fā)展。

　　上海自動(dòng)化儀表有限公司相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《生物傳感器與生物電子學(xué)》。該研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。

　　素材來(lái)源：《Biosensors and Bioelectronics》