微流体芯片探测艾滋病毒和金黄葡萄球菌

目前探测核酸的标准方法是基于所谓的聚合酶链式反应(PCR)。这是一种昂贵的技术，需要多步骤的样品制备过程以及离心机等耗电的实验室设备。不适用于低资源处所、小诊所及家用。

美国生物物理学家和生物工程师Lee等研制了一种称作SIMPLE的芯片，可以快速地检测血液样品中的核酸。该芯片使用“真空电池”驱动一个微流体系统，自动地将血浆从血液中分离出来，输送到个很小的“微井室”中。这一过程代替了标准PCR检验中的离心分离及其他样品制备步骤。

10美元的芯片可以探测血液中的艾滋病毒和金黄色葡萄球菌

这种芯片由两部分聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成。血液分析部分由一系列井、通道和微井组成，而真空电池部分有通道和孔洞以便空气通过。这两个系统大致相同，中间被PDMS隔开，PDMS具有纳米孔结构，空气可以通过，血液及其他液体不能通过。

芯片做好后，封装在真空盒中。准备使用时，将血样与一种生物标记物混合，使标记物与要探测的核酸起反应，然后将盒子打开。将一滴血液与反应产物的混合物放在芯片上。当芯片充进空气时，系统中低压的吸力将血样抽运通过芯片。

血流的主要通道由40μm厚的“微墙”隔开。在通道中由于沉淀作用，血液细胞下沉，血浆升上来，通过微墙进到微井中。

当微井充满时，将芯片加热以通过复制过程增加血浆中核酸的数量。如果有要检测的核酸存在，当其数量增加时，加在血浆中的生物标记物将改变颜色或发荧光。

这种芯片可以在30分钟内探测艾滋病毒和金黄葡萄球菌。芯片的成本只需10美元。有关论文发表在年第3卷第3期的ScienceAdvances上。

(周书华编译自PhysicsWorldNews，3April)

本文选自《物理》年第1期

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