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  結核病(TB)是由結核分枝桿菌(MTBC)是主要的世界性傳染病，也是致死亡率最高的單傳染病原體之一。常規結核病的篩查診斷主要是在設備齊全的三級醫院，基于商業化的核酸檢測儀器，價格昂貴，對專業人員和實驗室的要求較高，限制了其在偏遠地區的應用。

  針對這一需求，北京航空航天大學常凌乾教授課題組在《Biosensors ＆ Bioelectrnics》（IF: 10.7）期刊上發表了 “A finger-driven disposable micro-platform based on isothermal amplification for the application of multiplexed and point-of-care diagnosis of tuberculosis” 的研究文章。設計了一種低成本、便攜的手指驅動式微流控芯片(Fd-MC)，結合重組酶聚合酶核酸等溫擴增技術(RPA)，集核酸提取、擴增、檢測于一體，對痰液樣本中的結核桿菌實現了便攜現場快速檢測。該芯片基底采用PMMA進行激光刻蝕，并在緩沖液儲存室的上表面覆蓋彈性膜，當按壓彈性膜時，可直接驅動液體在微流道中流動，擺脫了對電力、外部泵的依賴。在37-42℃，實現20分鐘內核酸等溫擴增。通過37個臨床樣本的驗證，與商業化實時RPA相比，該平臺具有100%的特異性和95.2%的靈敏度。同時，該芯片被設計用于多重檢測，采用基于FAM探針的原位熒光顯色，通過手持紫外燈可用肉眼讀出檢測結果，消除了交叉污染的風險（圖1）。該研究工作中提出了一種手指驅動式微流控芯片，成本小于8美元，為在資源有限的環境中進行快速、現場、大規模的傳染性病原體篩查提供了希望。

圖1. 基于核酸等溫擴增的手指驅動式微流控芯片(Fd-MC)快速檢測結核桿菌的原理示意圖。

  作者在芯片上設計了多個平行檢測腔室，并針對人型結核分枝桿菌(Mycobacterium Tuberculosis, MTB)，結核分枝桿菌復合群(Mycobacterium Tuberculosis Complex, MTBC)，分枝桿菌(Mycobacterium, MB)分別設計RPA特異性引物。結果顯示，隨著DNA模板濃度的降低，芯片內檢測區的綠色熒光的亮度明顯降低，最后可檢測到10³ copies/mL的DNA模板，表明不僅能識別結核/非結核感染，還能高靈敏區分人結核分枝桿菌/牛結核分枝桿菌（圖2）。

圖2. Fd-MC對臨床結核病樣本診斷的驗證。

  該研究工作通訊作者北航常凌乾教授。第一作者是博士研究生王之瑩。華西醫院檢驗科主任應斌武教授為共同通訊作者。文章第一單位為北航生物醫學工程學院和生物醫學工程高精尖創新中心。

  文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0956566321007004