基于数字微流控与表面增强拉曼的超灵敏自动化免疫检测的新仪器新方法

厦门大学杨朝勇教授课题组近期成功发展了基于数字微流控与表面增强拉曼的超灵敏自动化免疫检测的新仪器新方法，相关研究成果”Highly Sensitive and Automated Surface Enhanced Raman Scattering-based Immunoassay for H5N1 Detection with Digital Microfluidics”发表于”Analytical Chemistry” (Anal. Chem., 2018, DOI:10.1021/acs.analchem.8b00002)。

传统的微流控技术大大降低了试样和试剂的消耗，并大幅提高了分析速度，但瓶颈在于它依赖于微通道、微阀和微泵等复杂的装置，制作工艺局限性大，同时对技术人员要求比较高。近年来，新兴的数字微流控技术（Digital Microfluidics, DMF）引起了各领域广泛的关注，它是一种基于介电润湿效应在微电极阵列上实现离散液滴精准自动化操控的新型液滴操纵技术。DMF技术以“电”来驱动液滴，实现了纳升到微升级液滴的生成、移动、混合、分裂等操作，具有成本低、易加工、易集成、并行性高和全自动化的特点，对于样品制备、反应、分离、检测具有重要的意义。

基于其离散液滴精准控制和自动化的优点，课题组在数字微流控平台上开展了超灵敏、自动化的免疫检测。将预先准备好的试样和试剂分别引入芯片的“贮液池”中，通过软件操控从贮液池中“取”出子液滴，并与包被捕获抗体的磁珠进行重复的孵育、清洗等步骤。并通过表面增强拉曼探针放大抗原的信号，实现了流感病毒H5N1的快速、灵敏和自动化检测，并成功用于血清复杂样本的高灵敏检测。

数字微流控的自动化大大简化了检测步骤、缩短了检测时间，降低了传染性样本检测感染的风险；同时，试样和试剂消耗的减少大大降低了检测成本；并且，离散液滴精准控制和路径的可重构性使得数字微流控芯片成为一个强大的液滴操控平台有望应用于更多生物研究和分析。

数字微流控是近两年杨朝勇课题组与林水潮老师携手合作的新方向。除了上述自动化免疫检测的应用，合作团队还成功开展了掌上DNA测序仪开发、全自动单细胞分析、自动化生物进化表征等工作，结合电学、光学、拉曼等多种检测手段，取得了系列突破性成果。

研究工作在杨朝勇教授指导下，主要由2016级化学工程硕士生王杨和2015级iChEM直博生阮庆宇（共同第一作者）完成。该工作得到了国家自然科学基金委（项目批准号：21735004、21435004、21775128、21705024、21521004），长江学者和创新团队发展计划创新团队（批准号：IRT13036）的资助和支持。