基于酶掺杂水凝胶光微流控混合芯片的无分离胆固醇双模检测技术

心血管疾病诊断亟需高效胆固醇检测技术。台湾研究团队开发了一种集成酶掺杂琼脂糖水凝胶的微流控芯片，通过比色法与光消光谱联用实现胆固醇快速检测。该芯片仅需10 μL样本，检测限达0.0065 mM，回收率95.8%-110.6%，为心血管风险早期评估提供便携解决方案。

　　

心血管疾病长期占据全球死因首位，而胆固醇水平异常是重要风险因素。尽管胆固醇在维持细胞结构和激素合成中不可或缺，但低密度脂蛋白（LDL）与高密度脂蛋白（HDL）比例失衡会导致血管斑块形成，显著增加心梗和中风风险。传统检测方法依赖大型实验室设备，需2 mL血液样本和60分钟以上流程，难以满足基层医疗需求。微流控技术虽能缩减样本量至10 μL，但存在灵敏度不足、流体控制不稳定等挑战。

台湾国立阳明交通大学的研究团队在《Talanta》发表创新成果，开发出集成酶掺杂琼脂糖水凝胶的光学微流控混合芯片。该平台通过优化水凝胶尺寸（4 mm×1 mm×6 mm）、引入微透镜阵列和光纤自对准通道，结合RGB成像与吸光度检测，实现无分离胆固醇双模分析。关键技术包括：1）胆固醇酯酶/氧化酶/过氧化物酶三重酶体系水凝胶固定化；2）4-氨基安替比林-酚显色反应动力学监测；3）血清/全血样本验证（n=3）。

【工作原理解析】

芯片设计含4 mm/5 mm/6 mm三组检测区，通过微透镜增强光传输效率。酶促反应产生H₂O₂驱动显色，RGB值变化（R通道灵敏度最高）与吸光度（0.411/mM）构成双读数系统。

【结果与讨论】

反应500秒时R值从227.43降至167.89，线性范围0.05-10 mM（R²=0.998）。干扰实验显示NaCl、尿素等常见物质影响<3.54%。全血检测回收率98.7%-105.3%，优于传统方法。

【结论】

该研究首次实现水凝胶微流控芯片的无分离胆固醇检测，检测限（0.0065 mM）比碳纳米管传感器提升100倍。通讯作者Cheng-Yang Liu指出，这种便携设备可应用于社区筛查，为心血管疾病防控提供新技术路径。