微流控芯片简化了COVID-19检测，可在55分钟或更短时间内在手机上提供结果

赖斯大学的工程师借助编程的磁性纳米珠和插入现成手机的诊断工具，可以在55分钟或更短的时间内诊断出COVID-19。

赖斯大学机械工程师Peter Lillehoj实验室开发了一种邮票大小的微流控芯片，该芯片可测量标准手指刺中血清中SARS-CoV-2核衣壳（N）蛋白的浓度。纳米珠与芯片中的SAV-CoV-2 N蛋白（COVID-19的生物标记物）结合，然后将其转运到检测微量生物标记物的电化学传感器中。

研究人员认为，与广泛用于诊断COVID-19且需要在实验室进行分析的基于拭子的PCR测试相比，他们的过程简化了样品处理。

Lillehoj说：“这种设备的优点是不需要实验室。” “您可以执行整个测试，并在收集地点，诊所或药房生成结果。整个系统易于运输和使用。”

该研究发表在美国化学学会杂志ACS Sensors上。

新工具依赖于稍微复杂一些的检测方案，但可以在短时间内提供准确，定量的结果。为了测试该设备，实验室依靠健康人和其他COVID-19阳性患者捐赠的血清样本。

Lillehoj说，使用全血清时，孵育时间越长，结果越准确。实验室发现，在整个血清中，微芯片检测SARS-CoV-2 N蛋白的浓度低至每毫升50皮克（十亿分之一克），是最理想的时间。通过将血清稀释五倍，微芯片可以在25分钟内检测甚至更低浓度的N蛋白（每毫升10皮克）。

与Google Pixel 2手机和插入式恒电位仪配合使用，它能够以低至230皮克的全血清浓度进行阳性诊断。

Lillehoj表示：“用针对特定生物标志物的抗体来修饰珠子是有标准程序的。当你将它们跟含有生物标志物的样本结合在一起时，它们就会结合在一起。”

据了解，这套设备先是用一根毛细管将样本送到芯片上，然后芯片被放置在磁铁上，磁铁将珠子拉向涂有捕获抗体的电化学传感器。此时，珠子跟捕获的抗体结合并产生跟样本中生物标志物浓度成比例的电流。

恒电势仪负责读取电流并向其手机应用发送信号。如果没有COVID-19生物标记物，珠子不会跟传感器绑定也不会在芯片内被冲走。

Lillehoj说，如果有必要，在工业上制造微流控芯片或使其适应新的COVID-19菌株并不困难。

来源：

https://news.rice.edu/2021/02/25/chip-simplifies-covid-19-testing-delivers-results-on-a-phone/

文献地址：

https://doi.org/10.1021/acssensors.0c02561

Microfluidic Magneto Immunosensor for Rapid, High Sensitivity Measurements of SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein in Serum