傳感新品

【武漢大學(xué)：研究微流控電化學(xué)集成傳感器，快速、高效分離和靈敏檢測致病菌】

病原體，包括真菌、細(xì)菌和病毒，是導(dǎo)致疾病的傳染源。白色念珠菌作為一種機(jī)會性病原體，存在于40-80%的正常人的口腔、腸道和陰道中。傳統(tǒng)的病原菌檢測方法耗時、效率低、靈敏度高，影響了感染控制，導(dǎo)致疾病惡化。在臨床上診斷致病性疾病和指導(dǎo)合理使用抗生素是非常重要的。

武漢大學(xué)謝敏開發(fā)一種治療這些問題的方法，研究了微流控電化學(xué)集成傳感器（MEIS），該傳感器具有快速、高效分離和靈敏檢測致病菌的功能。成功地將三維大孔PDMS和Au納米管電極組裝到建模微芯片中，分別起到“三維混沌流分離器”和“電化學(xué)檢測器”的作用。微流控電化學(xué)集成傳感器可以成功分離唾液基質(zhì)中30?3000000 CFU范圍內(nèi)的白色念珠菌，捕獲效率超過95%，并在1小時內(nèi)靈敏檢測口腔唾液樣品中的白色念珠菌。

研究要點

要點1.作者提出了一種微流體電化學(xué)集成傳感器（MEIS）來有效地分離和檢測白色念珠菌。分別制備了三維大孔PDMS支架和金納米管包覆PDMS電極（Au-NT電極），并將其組裝在單通道微芯片中，分別起到細(xì)菌分離（三維混沌流分離器）和檢測（電化學(xué)檢測器）的作用。

要點2.三維混沌流分離器具有互連的大孔和大的表面積，可以固定更多的抗體，增強(qiáng)通道中流體的湍流，增加細(xì)菌與抗體碰撞的頻率，提高細(xì)菌的捕獲效率。然后用辣根過氧化物酶（HRP）偶聯(lián)的多克隆抗體標(biāo)記捕獲的細(xì)菌，氧化底物3，3′，5，5′-四甲基聯(lián)苯胺（TMB），通過Au NT電極的電化學(xué)檢測器對其進(jìn)行定量。

要點3.微流控電化學(xué)集成傳感器可以成功分離唾液基質(zhì)中30?3000000 CFU范圍內(nèi)的白色念珠菌，捕獲效率超過95%，檢測限為166CFU。并在1小時內(nèi)靈敏檢測口腔唾液樣品中的白色念珠菌。

MEIS已成功檢測到在真實人類唾液樣本中摻入的白色念珠菌，證明了其在細(xì)菌傳感中的應(yīng)用潛力。

研究圖文

圖1. MEIS捕獲和檢測白色念珠菌的過程。

圖2.（A）MEIS制造過程。（B）MEIS的照片。（C）3D PDMS支架的SEM。插圖：3D PDMS支架的大孔尺寸的統(tǒng)計圖。（D）抗C白色念珠菌抗體功能化3D PDMS支架DyLight 488?標(biāo)記的山羊抗兔二級抗體的研究。（E）Au NT電極的SEM。比例尺：2 μm。（F）Au NT電極的SEM（左）和EDX（右）。比例尺：200 nm。（G）Au NT電極、ITO電極和金平面電極的靈敏度。

圖3. MEIS的捕捉性能。

圖4. MEIS的檢測性能。

圖5. 唾液樣本檢測。

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