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面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

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科研人员研发出基于离心微流控芯片的多种食源性病原体即时检测(POCT)系统

发布时间:2025-11-11 【字体: 】【打印】 【关闭

111,中国科学院上海营养与健康研究所武爱波研究组在国际学术期刊Biosensors and Bioelectronics在线发表了题为Magnet regulating valve reconstructed lab-on-a-disc POCT system的研究论文。研究通过开发磁调节阀(Magnet regulating valve,MRV)技术,成功重构了基于离心微流控芯片的即时检测POCT系统,实现了对多种食源性病原体的灵敏、快速、自动化检测。

食源性病原体污染是全球公共卫生的重要威胁,传统检测方法耗时耗力,无法满足现场快速检测需求。离心微流控POCT系统因其无需外部泵、结构紧凑等优势成为理想解决方案,但现有阀门技术如虹吸阀存在稳定性差、无法顺序释放试剂、制造精度要求高等缺陷,在应用中易失控泄露,限制了其实际应用。

研究团队创新性地设计了用于离心微流控芯片的调节阀MRV,该阀由固定磁铁、可动磁铁、带中心孔的硅胶垫及相应腔室和通道组成,通过调节离心速度和磁铁距离,实现程序化开关控制。MRV不仅能稳定预存储试剂,还可实现顺序释放、反应系统封闭和动态气压平衡,避免了传统虹吸阀带来的失控及污染的风险。团队进一步基于功能化的MRV构建了集成硅膜DNA提取、洗涤、洗脱和荧光环介导等温扩增(LAMP)检测的一体化离心微流控芯片,配套开发了便携式检测设备,实现了对沙门氏菌、大肠杆菌O157:H7和金黄色葡萄球菌低至10 CFU/mL的同步灵敏检测。

本研究将磁控阀门技术与离心微流控POCT系统相结合,不仅提升了检测的自动化和可靠性,还为病原体现场快速诊断提供了高效工具。该策略有望进一步扩展至其他新兴检测方法,推动下一代POCT平台发展。

营养与健康所博士后汪思源为该第一作者营养与健康所研究员武爱波为该论文的通讯作者。该工作得到国家重点研发计划等项目支持。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.118185


图:磁控调节阀重构离心微流控芯片POCT系统