基于多阀离心微流控的肺炎支原体快速检测新方法

《Lab on a Chip》：A multi-valve centrifugal microfluidic for Mycoplasma pneumoniae detection

本研究针对肺炎支原体（Mycoplasma pneumoniae）检测中如何平衡检测速度与反应充分性的难题，设计了一种集成样本裂解、核酸提取与扩增过程的离心微流控芯片。通过欧拉力阀、气动离心阀等阀门的协同控制，实现了反应液的时序释放与核酸富集，最终在10分钟内完成定性检测，核酸提取浓度达74 ng μl?1，检测限为103 copies/ml，为临床快速诊断提供了技术支撑。

　　

肺炎支原体（Mycoplasma pneumoniae）是一种广泛传播的病原体，利用等温扩增技术（isothermal amplification）实现其快速、精准检测对于维护个人与公共健康安全至关重要。近年来，微流控技术（microfluidic technology）相较于传统临床方法展现出独特优势，既能减少试剂消耗，又可缩短检测时间。然而，如何在不牺牲反应充分性的前提下进一步压缩检测时长，即确保反应准确性的同时最小化检测时间，仍是当前面临的核心挑战。

为此，科研人员设计了一款集成样本裂解、核酸提取与扩增流程的离心微流控芯片（centrifugal microfluidic chip）。该芯片通过巧妙匹配欧拉力阀（Euler force valve）、气动离心阀（pneumatic centrifugal valve）以及欧拉力驱动虹吸阀（Euler force-driven siphon valve）的释放特性，实现了反应液的顺序释放。其中，延迟释放结构的设计增强了提取核酸的浓度，而转速的精确控制则使检测时间的分配更为合理。最终，芯片在10分钟内完成了对肺炎支原体的定性检测。

实验结果表明，该芯片提取的核酸浓度达到74 ng/μl，最低检测限为每毫升10³拷贝。本研究提出的离心微流控芯片设计优化方案，有望推动该技术在临床医学中的广泛应用。