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我国科研团队研发低成本微流控芯片 50分钟快速诊断血流感染
2026年02月27日 13:18:24
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：5111
我国科研团队成功研发一款低成本微流控芯片，可在50分钟内检测六类常见血流感染致病菌，单次成本约30元。该芯片经120例临床样本验证，检测结果与现行标准方法完全一致，为血流感染快速诊断提供了准确、低成本的解决方案。
血流感染是一种病情进展迅速的全身性感染疾病，传统的病原菌鉴定方法通常需要24至72小时，耗时长、成本高，可能延误患者的针对性治疗。近日，中南大学湘雅三医院聂新民教授团队与湖南大学科研团队合作，成功研发一款可在50分钟内精准检测六类常见血流感染致病菌的微流控芯片，单次检测成本仅约30元。该项研究成果已于日前发表在《分析化学》期刊上。
该研究首次报道了一种将核酸提取与扩增检测集成于一体的低成本芯片，所有检测试剂以干粉形式预存在芯片内部，无需冷链运输，可在床旁快速完成检测。该芯片外形与CD唱片相似，采用图案化聚碳酸酯层和压敏粘附层复合而成。聚碳酸酯层可通过注塑工艺批量生产，压敏粘附层则类似双面胶，替代了传统芯片制造中常用的热压键合工艺，大幅降低了制造成本。每块芯片集成4个独立检测区，可同时处理4份临床样本。
据团队介绍，每个检测区均设有精密定量腔，样本注入后在离心力作用下充满定量腔，随后在高转速下均匀分流至8个反应孔。其中6个反应孔分别预置针对大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌这六类常见血流感染致病菌的检测试剂，这六种病原体在临床血流感染中检出率较高，覆盖了多数疑似病例的检测需求。
为确保检测结果的可靠性，芯片设计了一套完整的内部质控体系。除六种靶向检测孔外，另两孔分别预存针对所有细菌共有基因16S rDNA的引物以及阴阳性对照物质，其中16S rDNA引物可提示样本中是否存在芯片未覆盖的其他细菌，而阴阳对照则用于识别因污染或非特异性扩增导致的假阳性结果。检测过程中，样本经简单裂解稀释后直接加载至芯片，通过实时荧光环介导等温扩增技术完成核酸扩增与信号读取，无需温度循环设备，适合在基层医疗机构或急诊环境中使用。
研究团队利用120份临床阳性血培养样本对该芯片进行了验证，结果显示该芯片检测六类目标致病菌的结果与医院目前使用的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱标准方法完全一致，展现了较高的检测准确性。聂新民教授表示，传统质谱检测方法依赖昂贵设备，基层医疗机构难以配备，而该芯片将复杂的实验室检测流程浓缩于一张小型芯片内，操作简便，不仅大幅缩短样本周转时间，也能更及时反映患者感染初期的细菌状态，为临床治疗抢出宝贵时间。
目前，该芯片已完成单家医院的初步临床验证，研究团队计划下一步启动多中心临床研究，进一步评估该技术在不同地区、不同人群中的适用性与稳定性，推动其向临床应用转化。该成果的研发为血流感染快速诊断提供了一种低成本的技术手段，尤其对医疗资源相对有限的基层机构具有重要意义。
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