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为解决资源受限地区传染病病原体筛查难题，研究人员开发了一种低成本无电源微流控装置（PFMD）。该装置集成核酸提取、等温扩增及可视化检测，40 分钟内完成检测，灵敏度和特异性均达 100%，适用于乙肝等传染病现场快速筛查。
在全球公共卫生领域，传染病的防治始终是重要课题，而快速、准确的检测则是其中的关键一环。乙肝，这个由乙肝病毒（HBV）引发的传染病，悄无声息地在全球范围内蔓延。据世界卫生组织估算，截至 2022 年底，全球约有 2.54 亿人感染了 HBV，可令人揪心的是，仅有 13% 的感染者得到了确诊。在低收入和中等收入国家，由于医疗设施落后、医疗资源匮乏，HBV 的检测率更是低得可怜。
目前，实时荧光聚合酶链反应（PCR）技术虽贵为核酸检测的 “金标准”，但它对检测环境、仪器设备以及操作人员的要求极高，必须在配备精良仪器的专业实验室中，由训练有素的人员操作才能进行。这使得它在诸如家庭自测、偏远地区筛查等场景中 “水土不服”。虽然便携式现场即时检测（POCT）设备的出现带来了新的希望，但基于 PCR 技术的 POCT 设备依然摆脱不了对复杂仪器和昂贵耗材的依赖，难以在资源受限地区广泛应用。因此，开发一种能在资源受限环境下快速、低成本且操作简便的核酸检测方法迫在眉睫。
为了攻克这一难题，国内研究人员在相关项目的支持下，开展了一项极具创新性的研究。他们致力于开发一种全新的装置，希望能够打破现有检测技术的局限。经过不懈努力，他们成功研制出了一种低成本且无电源的微流控装置（PFMD）。这项研究成果意义非凡，它为资源受限地区的传染病检测提供了新的有力工具，有望大幅提升传染病的早期筛查效率，助力全球公共卫生事业的发展。该研究成果发表在《Analytica Chimica Acta》杂志上。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是基于免疫过滤辅助表面张力（IFAST）的核酸提取技术，利用磁性 beads 实现血清样本中核酸的快速提取，简化了样本处理流程。其次是环介导等温扩增（LAMP）技术，它无需外部电源和复杂的控制电路，能在相对稳定的温度下进行核酸扩增，且对样本中的抑制剂不敏感。最后，通过侧向流动测试条（LFTS）进行可视化检测，操作简便，无需借助其他仪器即可直观读取结果。
下面来详细看看研究结果：
- 装置工作原理及流程：PFMD 检测临床 HBV 血清样本的过程主要包括四个关键步骤，分别是基于磁性 beads 的 IFAST 核酸提取、LAMP 反应、扩增产物稀释以及测试条检测。整个检测流程设计巧妙，各步骤紧密衔接，使得样本处理和检测过程更加高效。
- 检测性能评估：研究人员使用 HBV 及其他病原体的核酸标准品和疑似乙肝病例的临床血清样本对 PFMD 的检测性能进行了全面评估。在检测梯度稀释的 HBV 核酸标准品时，PFMD 展现出了卓越的灵敏度，最低检测限可达 3.04 copies/μL，与实时荧光 LAMP 检测方法不相上下。在与其他病原体核酸标准品的测试中，PFMD 表现出了极高的特异性，只有 HBV 核酸标准品呈阳性结果，这意味着它能够精准地将 HBV 与其他病原体区分开来。对疑似乙肝病例的临床血清样本检测结果显示，PFMD 的诊断灵敏度和特异性均达到了 100%。
- 检测时间及优势：整个基于 IFAST-LAMP-LFTS 的检测过程在 PFMD 上能够在 40 分钟内全部完成，无需复杂的仪器设备。而且，该装置操作简单，极大地降低了对操作人员专业技能的要求。
从研究结论和讨论部分来看，PFMD 的成功研制为核酸检测领域带来了新的突破。它将核酸提取、等温扩增和可视化检测集成于一体，实现了 “样本进 - 结果出” 的无污染分析模式。低成本的自反应暖贴为 LAMP 反应提供了稳定的热源，替代了传统的复杂电加热器，进一步降低了装置成本和使用门槛。在资源受限地区，如偏远山区、贫困地区，PFMD 无需依赖外部电源和专业技术人员，能够快速、准确地检测乙肝等传染病病原体，有助于早期诊断和及时治疗，对控制传染病的传播、改善公共卫生状况具有重要意义。它为全球传染病防控工作提供了一种创新的解决方案，有望在未来得到更广泛的应用和推广，为守护人类健康发挥重要作用。
