廈門大學楊朝勇教授課題組近期成功發(fā)展了基于數(shù)字微流控與表面增強拉曼的超靈敏自動化免疫檢測的新儀器新方法，相關(guān)研究成果”Highly Sensitive and Automated Surface Enhanced Raman Scattering-based Immunoassay for H5N1 Detection with Digital Microfluidics”發(fā)表于”Analytical Chemistry” (Anal. Chem., 2018, DOI:10.1021/acs.analchem.8b00002)。

傳統(tǒng)的微流控技術(shù)大大降低了試樣和試劑的消耗，并大幅提高了分析速度，但瓶頸在于它依賴于微通道、微閥和微泵等復雜的裝置，制作工藝局限性大，同時對技術(shù)人員要求比較高。近年來，新興的數(shù)字微流控技術(shù)（Digital Microfluidics, DMF）引起了各領(lǐng)域廣泛的關(guān)注，它是一種基于介電潤濕效應在微電極陣列上實現(xiàn)離散液滴精準自動化操控的新型液滴操縱技術(shù)。DMF技術(shù)以“電”來驅(qū)動液滴，實現(xiàn)了納升到微升級液滴的生成、移動、混合、分裂等操作，具有成本低、易加工、易集成、并行性高和全自動化的特點，對于樣品制備、反應、分離、檢測具有重要的意義。

基于其離散液滴精準控制和自動化的優(yōu)點，課題組在數(shù)字微流控平臺上開展了超靈敏、自動化的免疫檢測。將預先準備好的試樣和試劑分別引入芯片的“貯液池”中，通過軟件操控從貯液池中“取”出子液滴，并與包被捕獲抗體的磁珠進行重復的孵育、清洗等步驟。并通過表面增強拉曼探針放大抗原的信號，實現(xiàn)了流感病毒H5N1的快速、靈敏和自動化檢測，并成功用于血清復雜樣本的高靈敏檢測。

數(shù)字微流控的自動化大大簡化了檢測步驟、縮短了檢測時間，降低了傳染性樣本檢測感染的風險；同時，試樣和試劑消耗的減少大大降低了檢測成本；并且，離散液滴精準控制和路徑的可重構(gòu)性使得數(shù)字微流控芯片成為一個強大的液滴操控平臺有望應用于更多生物研究和分析。

數(shù)字微流控是近兩年楊朝勇課題組與林水潮老師攜手合作的新方向。除了上述自動化免疫檢測的應用，合作團隊還成功開展了掌上DNA測序儀開發(fā)、全自動單細胞分析、自動化生物進化表征等工作，結(jié)合電學、光學、拉曼等多種檢測手段，取得了系列突破性成果。

研究工作在楊朝勇教授指導下，主要由2016級化學工程碩士生王楊和2015級iChEM直博生阮慶宇（共同第一作者）完成。該工作得到了國家自然科學基金委（項目批準號：21735004、21435004、21775128、21705024、21521004），長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃創(chuàng)新團隊（批準號：IRT13036）的資助和支持。