微流控平台上快速检测白色念珠菌的生物传感器设计与制备：一种新型即时诊断工具的研发

本研究针对念珠菌感染诊断面临的物种多样性、耐药性及检测方法灵敏度不足等挑战，开发了一种基于软光刻技术制备的PDMS微流控芯片，实现了临床样本中白色念珠菌（Candida albicans）的快速检测（灵敏度达10 CFU/mL）。该研究证实该芯片对女性、老年及胃肠道疾病患者等高危人群具有显著诊断价值，为即时诊断（POCT）提供了创新解决方案。

　　

念珠菌（Candida）作为机会性致病真菌，可引发从浅表到全身的复杂感染。当前临床诊断面临三大困境：物种多样性导致鉴别困难（非白色念珠菌占比达42%）、耐药性加剧治疗难度，以及传统检测方法耗时长且灵敏度不足。尤其对于女性生殖道、老年人和胃肠道疾病患者等高风险人群，缺乏即时有效的诊断工具严重制约早期干预。

为突破这一技术瓶颈，研究人员在《Talanta Open》发表的研究中，创新性地将微流控技术与生物传感相结合，开发了尺寸仅3.5×3.5 cm的PDMS（聚二甲基硅氧烷）芯片。通过软光刻技术制备母模，经等离子体表面活化处理，构建出可检测低至10 CFU/mL白色念珠菌的微型化平台。研究团队分析了200例临床样本，发现念珠菌总阳性率达75%，其中白色念珠菌占比58%，显著高于其他菌种。

关键技术方法
采用软光刻技术（soft lithography）制作硅晶圆母模，浇注PDMS后经氧等离子体活化实现表面改性。检测体系优化包括流体动力学设计、生物分子固定化策略及信号放大方案，最终建立基于微流控的白色念珠菌特异性识别系统。

研究结果

1. 流行病学特征：女性患者感染率较男性高32%，老年组（>65岁）阳性率超平均水平20%，胃肠道疾病患者合并感染风险提升2.1倍。
2. 检测性能：在10¹
   -10⁶
   CFU/mL浓度范围内呈现线性响应，最低检测限达10 CFU/mL，较传统培养法缩短检测时间8小时。
3. 物种分布：白色念珠菌占主导地位（58%），其次为光滑念珠菌（19%）和热带念珠菌（13%）。

结论与意义
该研究首次证实微流控芯片可实现临床样本中白色念珠菌的超灵敏检测，其便携特性特别适合资源有限地区的POCT应用。发现的高危人群分布特征为临床筛查提供重要依据，而10 CFU/mL的检测限远超现行标准（通常>100 CFU/mL）。技术层面，PDMS表面等离子体活化工艺的创新应用，解决了生物分子固定效率低的关键难题。这项研究不仅为真菌感染诊断树立新标杆，更展示了微流控技术在病原体快速检测领域的巨大潜力。