阳离子微凝胶增强的纸基微流控装置，用于快速、灵敏地现场检测水传播病原体

《ACS Applied Bio Materials》：Cationic Microgel-Enhanced Paper Microfluidic Device for Rapid and Sensitive On-Site Detection of Waterborne Pathogens

一种可折叠纸基微流控装置集成核酸扩增检测三大阶段：玻璃纤维样本垫通过阳离子微凝胶选择性吸附浓缩DNA，预包被LAMP试剂实现65℃恒温扩增，45分钟后甲基蓝比色法检测，准确识别沙门氏菌和大肠杆菌O157:H7（检测限10 CFU/mL和102 CFU/mL），总耗时1小时15分钟，低温保存性能稳定，适用于资源有限场景的水源快速检测。

　　

本文介绍了一种可折叠的纸质微流控装置，该装置能够无缝集成核酸扩增检测（NAAT）的三个关键步骤：细胞裂解/DNA提取、环介导等温扩增（LAMP）以及通过比色检测进行终点读取。该微装置的核心是一个玻璃纤维样品垫，其表面涂覆有阳离子微凝胶，该微凝胶能够选择性吸附并通过一步热裂解从完整细菌细胞中释放出的基因组DNA并对其进行浓缩。LAMP试剂预先被放置在独立的反应室中，从而实现在65°C条件下无需额外处理即可进行芯片上的扩增。45分钟后，使用亚甲蓝（MB）对扩增产物进行比色分析，从而能够肉眼区分阳性结果和阴性结果。该装置能够准确检测两种主要的水传播病原体：沙门氏菌属和大肠杆菌 O157:H7，测试对象包括实验室缓冲液以及实际样品（饮用水、石榴汁和牛奶）。检测限分别为大肠杆菌 10 CFU/mL和沙门氏菌属 10² CFU/mL，整个检测过程耗时1小时15分钟。储存稳定性研究表明，在-20°C条件下，该装置的检测性能可保持初始信号的约50%，至少可保存8天；在4°C条件下可保存4天，这进一步证明了该平台适用于现场应用。总体而言，这种折纸式微装置结合了高灵敏度和简便的操作流程，为资源有限环境中的快速现场检测水传播病原体提供了一个有前景的解决方案。