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用于传染病检测的纸质微流控技术

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用于传染病检测的纸质微流控技术

该综述文章标题为:Paper Microfluidics for Nucleic Acids Amplification Testing (NAAT) of Infectious Diseases,发表于 Lab on a Chip, May,2017, DOI:10.1039/C7LC00013H


原文链接为:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/lc/c7lc00013h#!divAbstract

随着基因工程技术的巨大进步和分子诊断行业的快速发展,传染病的检测也已经进入一个全新的阶段。目前,随着微流控技术与 IVD,特别是 POCT 的完美结合,已经可以实现使用微流控技术进行 ELISA,化学发光等免疫检测,还可以使用微流控芯片进行核酸分子诊断,从而为传染性病原菌的快速检验提供了全新的技术支持。

该综述以纸质微流控芯片为出发点,结合最近发展起来的恒温核酸扩增技术,旨在发展出低成本,快速检测,操作简单的现场实施核酸检测装置和芯片,可以快速应用于不发达国家的贫困地区,应用于医疗条件相对落后的环境中。

病原菌的早期诊断一直被认为是疾病预防的重要前提,对于传染性疾病的进一步扩散具有重要意义。比如仅仅 2014 年在非洲西部埃博拉病毒就造成了超过 11000 人的死亡,这么多人员死亡的一个重要原因是由于快速,准确和便携式检测设备的缺乏,从而导致被感染人员难以快速地鉴定和进行隔离。埃博拉病毒检测的一个方法是进行患者血清学免疫检测,但是,能够引起患者发生免疫反应只能是在感染病毒的 5 天之后,如下图所示。这一阶段对于病人传播传染性疾病来说,已经为时已晚。相反,核酸扩增检测(NAATs)则可以在病毒感染第一天便可以检测出来,而且具有极少的假阳性概率。虽然可以进行反转录和 PCR 的方法来早期诊断埃博拉病毒,但是这些方法耗时长,设备昂贵,需要专业技术人员来检测,从而极大的限制了该方法的进一步应用。

纸质微流控芯片的发展使得传染病的早期诊断变得廉价和低成本,从而保证测试能够大规模的应用。纸质微流控技术最早由 G,M.Whitesides 发明,其功能并不亚于普通微流控技术,其功能单元也想普通材质的微流控芯片一样多种多样。将纸质微流控技术和核酸恒温扩增技术(特别是 LAMP)进行结合,可以早期的,快速的,低成本的,小心 POCT 式的进行现场传染病的检测。

该文章对目前最先进的纸质微流控技术进行了综述,主要介绍纸质微流控芯片的制备方法,纸质的化学性质对微流控芯片表面性能的影响,纸质微流控芯片上的基本结构单元,以及使用该纸质微流控进行恒温核酸扩增检测的过程,包括纸片上血液样品的制备,纸质芯片上核酸的提取和纯化,纸质芯片上核酸扩增和产物的检测等。



文章来源:微流控解密公众号


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