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我国科研团队开发新型磁控阀门技术 提升食源性病原体检测效率
2025年11月13日 15:13:48
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：4744
中国科学院上海营养与健康研究所成功研发出磁控调节阀（MRV）技术，攻克了离心微流控即时检测系统的关键技术瓶颈。该技术通过磁力与离心力的协同调控，实现了试剂的稳定存储与顺序释放，可对多种食源性病原体进行40分钟内的快速、灵敏检测.
近日，中国科学院上海营养与健康研究所成功开发出一种磁控调节阀(MRV)技术，并将其整合到离心微流控芯片中，构建了一套新型即时检测（POCT）系统。该系统实现了对多种食源性病原体的灵敏、快速、自动化检测，为现场快速诊断提供了新工具。
食源性病原体污染是威胁公共卫生安全的重要因素。传统检测方法流程繁琐、耗时较长，难以满足现场快速检测的需求。基于离心微流控技术的POCT系统因其无需外部泵、结构紧凑等优势，被视为理想的现场检测解决方案。然而，该系统核心组件——阀门技术的性能瓶颈制约了其实际应用。目前广泛使用的虹吸阀存在稳定性不足、无法按需顺序释放试剂、制造精度要求高以及易导致试剂失控泄漏或交叉污染等问题。
为解决上述挑战，研究团队设计了一种用于离心微流控芯片的磁控调节阀。该MRV由固定磁铁、可动磁铁、带中心孔的硅胶垫以及相应的腔室和通道构成。通过精确调节离心速度与磁铁间距，即可实现对阀门开关的程序化控制。研究显示，MRV能够稳定地预存储试剂，并可实现试剂的顺序释放、维持反应系统密闭以及动态气压平衡，有效规避了传统虹吸阀的失控与污染风险。
为验证MRV性能，团队进一步构建了集成的离心微流控芯片。该芯片整合了基于硅膜的DNA提取、洗涤、洗脱以及荧光环介导等温扩增检测等多个步骤，并配套开发了便携式检测设备。实验结果表明，该系统能在40分钟内，对鸡肉样本中低至10 CFU/mL的肠炎沙门氏菌、大肠杆菌O157:H7和金黄色葡萄球菌实现同步、高灵敏检测。在对实际食品样本的检测中，该MRV LOAD POCT系统与传统平板计数法的符合率达97.92%，平均回收率为103.44%，表现出良好的准确性与可靠性。
该研究将磁控阀门技术与离心微流控POCT系统相结合，显著提升了检测过程的自动化程度和结果可靠性。研究团队指出，该策略有望进一步扩展至CRISPR、免疫比浊、化学发光、生物传感等新兴检测方法，推动下一代POCT平台的发展。
相关研究成果已在线发表于国际学术期刊《生物传感器与生物电子学》。该研究工作得到了国家重点研发计划等项目的支持。
素材来源：《Biosensors and Bioelectronics》
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