声学微提取与玻璃上的光电子传感器的异质集成用于核酸测试
Zhiwei Li1, Tiechuan Li1, Francesca Costantini2
1State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments, Tianjin University, Tianjin 300072, China.
Analytical chemistry
|July 6, 2024
概括
这项研究引入了一种新的芯片上的实验室 (LOC),用于使用声波流进行核酸测试 (NAT). 综合系统简化了样本准备,使得快速和灵敏的基因突变在现场检测.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 微流体学 微流体学
- 分子诊断学 分子诊断
背景情况:
- 实验室芯片 (LOC) 系统为现场测试提供高灵敏度和便携性.
- 在LOC中充分整合样本准备,净化和多重检测仍然是一个重大挑战.
- 现有的LOC通常需要复杂的外围设备和广泛的样本处理.
研究的目的:
- 开发一种全新的,完全集成的核酸测试 (NAT) 芯片实验室系统.
- 利用声波流来实现简化和高效的核酸提取.
- 为了使紧的,手持的NAT仪器能够在现场进行遗传分析.
主要方法:
- 互补的金属氧化物半导体 (CMOS) 兼容设备 (声学共振器,电阻,传感器) 的异质集成到一个LOC.
- 编程声流用于粒子和流体操纵的应用,包括细胞溶解,核酸捕获和化.
- 微电子机械系统 (MEMS) 方法可以避免传统的机械动作和复杂的流量控制.
主要成果:
- 在5分钟内达到约90%的核酸 (NA) 提取效率.
- 在血中证明了目标NA的检测极限 (LOD) 为1副本/μL.
- 使用具有表皮生长因子受体 (EGFR) 基因突变的血样本验证了系统的稳定性.
结论:
- 开发的LOC系统成功地整合了对NAT的样本准备和检测.
- 声波流显著简化了核酸提取过程,使得快速的现场测试.
- 这种紧的手持仪器显示出在临床诊断中广泛应用的潜力.
