近日，西交利物浦大學(xué)智能工程學(xué)院宋鵬飛老師課題組與加拿大多倫多大學(xué)劉新宇教授課題組聯(lián)合開發(fā)了一種能夠快速篩查HIV病毒的微流控生物芯片，這項(xiàng)研究發(fā)表在國際生物傳感器與生物電子學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Biosensors and Bioelectronics上。

傳統(tǒng)的HIV病毒檢測是在專業(yè)的臨床實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天才能得到結(jié)果，常給患者帶來長時(shí)間的焦慮和壓力，甚至延誤治療。而小型靈敏的生物傳感器僅需半小時(shí)左右就可以快速檢測出疾病相關(guān)的生物標(biāo)記物，尤其適用于醫(yī)療資源不足的地區(qū)，可就近為患者提供可靠檢測，加快疾病的早期診斷，讓患者及時(shí)得到治療。

宋老師的研究方向主要集中在微流控領(lǐng)域，即在微尺度下對流體進(jìn)控制。微流控是一種非常適用于開發(fā)醫(yī)學(xué)檢測裝備的工具，可以用更小體積的樣品來完成測定反應(yīng)，不但可以節(jié)省成本，而且由于樣品量小，反應(yīng)時(shí)間也會更短，能夠更快得到檢測結(jié)果。

據(jù)宋老師介紹，靈敏度是生物傳感器能否準(zhǔn)確檢驗(yàn)疾病的決定條件之一，而提高靈敏度的方法有很多，他們的傳感器則是使用了一種新型的自卷曲三維納米結(jié)構(gòu)。

“我們微流控傳感器的核心傳感材料是一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料，通過在材料沉積過程中對內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行精確控制，使其從基底釋放后，在內(nèi)應(yīng)力的驅(qū)動下自行卷曲形成三維管狀結(jié)構(gòu)，從而形成我們獨(dú)特的微流控微管傳感器。這種卷曲的微管結(jié)構(gòu)面積小，具有批量制造的潛力并可集成到檢測通道中，且微管本身也自然形成一個(gè)通道，方便傳輸樣本進(jìn)行檢測。并且，在這項(xiàng)研究中我們對HIV抗體進(jìn)行的是無標(biāo)記檢測，步驟較少、操作簡便，可以讓檢測速度更快，結(jié)果更準(zhǔn)?！彼忉尩?。

(圖片說明：微流控通道內(nèi)該生物傳感器的原理圖)

宋老師認(rèn)為，讓生物傳感器的靈敏度更高，提高檢測的準(zhǔn)確率，在生物標(biāo)記物濃度較低的情況下就捕捉到它的蹤影，能夠幫助病人更早發(fā)現(xiàn)問題，而“早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)、早治療”是降低治療成本的重要方式之一。

據(jù)了解，該工作由西浦與加拿大多倫多大學(xué)、加拿大麥吉爾大學(xué)、美國密歇根大學(xué)的科研人員共同合作完成，宋鵬飛老師的工作得到了西浦校內(nèi)科研基金RDF和PGRS的支持，他也是本文的第一作者，西浦2020級博士生段思璇為共同作者， 劉新宇教授為通訊作者。

智能工程學(xué)院院長林永義教授表示：“我們非常高興能夠看到越來越多的年輕教師在國際期刊上發(fā)表高質(zhì)量的論文，進(jìn)行可以切實(shí)幫助到人們，有社會責(zé)任的研究。”

該研究題為“卷曲式氮化銦微管微流控場效應(yīng)晶體管生物傳感器”（A Microfluidic Field-Effect Transistor Biosensor with Rolled-Up Indium Nitride Microtubes），已發(fā)表于《生物傳感與生物電子》（Biosensors and Bioelectronics ）期刊，影響因子為10.25。（記者：金畫恬 編輯：寇博 圖片提供：宋鵬飛）