15分钟检测 华裔杰青Nature子刊获技术突破

　　

生物通报道：来自哥伦比亚大学生物医学工程学系，荷兰阿姆斯特丹大学等处的研究人员研发了一种新型的基于微流体的便携式诊断设备：mChip（mobile microfluidic chip，移动微流体芯片），这一设备能在短时间内，低成本完成血液的检测，可以用于偏远不发达地区，解决这些地区的三大医疗障碍——普及困难，成本高，以及检验结果滞后。这一研究成果公布在Nature Medicine杂志上。

文章的通讯作者是哥伦比亚大学生物医学工程学助理教授的谢国基(Smauel K. Sia)，这位华裔青年科学家获得了2010年美国麻省理工学院百年期刊《技术评论》（Technology Review）的世界青年科技创新家荣誉称号，获奖原因就是可用来做成本廉宜诊断的微流体芯片(microfluidic chips) 。

目前世界上约有6,400万人感染爱滋病毒，并以每天增加7千人的数字在成长，其中包括1800位新生儿。尽管早期诊断与治疗，可以降低并发症的产生，但是并非所有国家都有这样的技术与设备。这种情况在发展中国家更为严重。

在这篇文章中，研究人员发明的这种新设备能方便地带往缺乏医疗机构的偏远地区，只需针刺指尖的血样即可运行，且不易受到操作人员失误的影响。15分钟内就可以得到测试结果，对新生儿同样有效。这大大降低了患者接受检验的时间，同时也为医务工作者带来了极大便利。此外，研究人员还开发出了一种信用卡大小的一次性诊断设备，能够在几分钟内给出基于血液的检测结果。

谢国基等人在卢旺达进行了四年的研究，他们以数百位患者为研究对象，只需用mChip从患者体内获取些微指血，就能检测艾滋病病毒，及梅毒，而且具有高灵敏性和特异性。目前这一技术在艾滋病患者中的检出率是100%。

这一设备是通过喷射造型法集成，其中包含微型的测试管和化学物质，芯片成本大约为1美元，整套设备成本在100美元左右。谢国基等人希望用这款仪器在发展中国家帮助偏远地区的人们(尤其是孕妇)诊断感染性疾病，例如艾滋病或其他性传播疾病。

谢国基表示，研发这一芯片的目的是让大规模诊断检测可以普及到全球每一个角落，而非强迫患者前去医院抽血，而检测结果又要好多天才能知道。

父母来自香港的谢国基2004年发起成立了Cloros诊断公司，用于在美国和欧洲建立前列腺癌的早期检查。2007年，谢国基等人获得了780万美元的风险投资，并且今年6月份获得了欧洲市场准入资格。谢国基等人全力在现有的产品上，他们改进了产品技术使之可以检测性传播疾病，如人类免疫缺陷病毒(HIV)、梅毒、和肝炎。   

（生物通：万纹）

原文摘要：

Microfluidics-based diagnostics of infectious diseases in the developing world

One of the great challenges in science and engineering today is to develop technologies to improve the health of people in the poorest regions of the world. Here we integrated new procedures for manufacturing, fluid handling and signal detection in microfluidics into a single, easy-to-use point-of-care (POC) assay that faithfully replicates all steps of ELISA, at a lower total material cost. We performed this 'mChip' assay in Rwanda on hundreds of locally collected human samples. The chip had excellent performance in the diagnosis of HIV using only 1 μl of unprocessed whole blood and an ability to simultaneously diagnose HIV and syphilis with sensitivities and specificities that rival those of reference benchtop assays. Unlike most current rapid tests, the mChip test does not require user interpretation of the signal. Overall, we demonstrate an integrated strategy for miniaturizing complex laboratory assays using microfluidics and nanoparticles to enable POC diagnostics and early detection of infectious diseases in remote settings.