微流控ELISA在新冠肺炎抗体检测中的应用

据麦姆斯咨询报道，由密歇根大学发明，初创公司Optofluidic Bioassay开发的微流控设备可以实现便携、快速、低成本、高精度（这四个通常是相互排斥的属性）的新冠肺炎（COVID-19）抗体检测。

微流控设备，或“芯片实验室”将多个实验室功能缩小到一张只有几毫米或几厘米见方的单个芯片上。该技术可以以较小的样本量获得更快的结果。

新系统被认为是第一个可以比肩金标准“酶联免疫吸附试验”（enzyme-linked immunosorbent assay，以下简称ELISA）检测方法的微流控方法。密歇根大学的研究人员先前发表的研究成果表明，它们的微流控设备可以像速度较慢、较大的标准ELISA试剂盒一样运作。研究人员目前正在验证该设备用于新冠肺炎抗体。

研究人员已经证明该设备可以检测合成的新冠肺炎抗体，并且正在与新泽西州（New Jersey）一家医院的研究人员合作，用新冠肺炎患者的血液展开实验。

美国各地的大学和实验室都在努力开发更好的抗体测试。密歇根大学检测方法的不同之处在于，它以微流控设备为中心，而不是化学混合物或试剂，以检测新冠肺炎标记物。

密歇根大学生物医学工程系教授兼Optofluidic Bioassay公司创始人Xudong （Sherman） Fan表示，“我们的独特之处在于我们是一家硬件公司，所有从事新冠肺炎抗体检测的研究人员都可以在我们的设备中使用他们的试剂。”

我们为何需要抗体测试

研究人员表示，随着政府、医务工作人员、科学家和公民继续应对新冠肺炎大流行，快速准确的抗体检测可能会发挥重要作用。抗体检测可以揭示谁已经接触过病毒并产生了免疫力，至少是暂时的，并且可以安全重返工作岗位。如果该检测可以广泛推进，它可以展示该流行病的真实规模及其死亡率。

密歇根大学的研究人员也表示，他们的特殊方法可以为医生提供关键、近乎实时的检测能力，以了解患者对治疗或未来研发出的疫苗的真实反应。

一些国家已经进行过小规模的抗体测试。美国的研究项目正在进行中，虽然测试试剂盒已经开始在市场上出现，但是还没有进入广泛应用。

抗体，或“血清学”测试与用于诊断新冠肺炎的“PCR”测试不同。血清学测试不是筛查病毒本身，而是检测抗体——免疫系统产生的对抗病毒的蛋白质。

微流控ELISA在新冠肺炎抗体检测中的应用

大多数研究血清学试剂盒的实验室都在制作一种特殊类型的“快速诊断测试”，可以给出是或否的读数。这些测试很快，但是有其缺点，假阳性即为问题之一。而且由于这种测试无法提供过多信息，它们无法用于在治疗期间监测免疫系统的反应。

一些实验室正在进行ELISA测试，这些测试通常定量且准确，能够展示抗体的浓度，这使得它们比快速诊断测试更可靠，并且更不容易出现假阳性。但是标准ELISA测试出结果需要几个小时，提供检测结果的仪器尺寸和冰箱类似，此外，样品需要送到测试实验室进行分析。

但是微流控ELISA只需指尖血就可以在短短15分钟内得到定量且准确的结果。上述属性的结合及其便携性使其得以成为强大的工具。

Fan指出，“我们的方法提供了两全其美的办法，我们可以凭借标准ELISA定量测量的准确性来实现快速诊断测试的快捷和简便。”

“由于该装置会生成灵敏且定量的测量结果，因此我们相信它的用途远不止于确认康复患者。抗体在感染后几天就开始出现，我们可以用这种方法来监测患者对感染、治疗和疫苗接种的免疫反应。”

微流体ELISA快速、便携且成本较低。

与Fan 教授一起致力于新冠肺炎抗体测试的生物医学工程系博士生Xiaotian Tan补充道，“据估计，检测两到三种不同抗体的成本仅为几美元，使其成为在医院、医生办公室、现场诊断，甚至是药房的可行选择。”

该设备的尺寸与微波炉相似，可以在20分钟内同时测试多个指尖血样。

该设备是几年前在密歇根大学发明，并由Fan和前生物医学工程系研究人员Maung （Malcolm） Khaing Oo创建的Optofluidic Bioassay公司开发而成，后者现担任公司首席技术官。Fan和Maung Khaing Oo是Optofluidic Bioassay的联合创始人，并持有该公司的股权。研究人员计划之后申请FDA紧急使用授权（Emergency Use Authorization）。