武汉大学：研究微流控电化学集成传感器，快速、高效分离和灵敏检测致病菌

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【武汉大学：研究微流控电化学集成传感器，快速、高效分离和灵敏检测致病菌】

病原体，包括真菌、细菌和病毒，是导致疾病的传染源。白色念珠菌作为一种机会性病原体，存在于40-80%的正常人的口腔、肠道和阴道中。传统的病原菌检测方法耗时、效率低、灵敏度高，影响了感染控制，导致疾病恶化。在临床上诊断致病性疾病和指导合理使用抗生素是非常重要的。

武汉大学谢敏开发一种治疗这些问题的方法，研究了微流控电化学集成传感器（MEIS），该传感器具有快速、高效分离和灵敏检测致病菌的功能。成功地将三维大孔PDMS和Au纳米管电极组装到建模微芯片中，分别起到“三维混沌流分离器”和“电化学检测器”的作用。微流控电化学集成传感器可以成功分离唾液基质中30−3000000 CFU范围内的白色念珠菌，捕获效率超过95%，并在1小时内灵敏检测口腔唾液样品中的白色念珠菌。

研究要点

要点1.作者提出了一种微流体电化学集成传感器（MEIS）来有效地分离和检测白色念珠菌。分别制备了三维大孔PDMS支架和金纳米管包覆PDMS电极（Au-NT电极），并将其组装在单通道微芯片中，分别起到细菌分离（三维混沌流分离器）和检测（电化学检测器）的作用。

要点2.三维混沌流分离器具有互连的大孔和大的表面积，可以固定更多的抗体，增强通道中流体的湍流，增加细菌与抗体碰撞的频率，提高细菌的捕获效率。然后用辣根过氧化物酶（HRP）偶联的多克隆抗体标记捕获的细菌，氧化底物3，3′，5，5′-四甲基联苯胺（TMB），通过Au NT电极的电化学检测器对其进行定量。

要点3.微流控电化学集成传感器可以成功分离唾液基质中30−3000000 CFU范围内的白色念珠菌，捕获效率超过95%，检测限为166CFU。并在1小时内灵敏检测口腔唾液样品中的白色念珠菌。

MEIS已成功检测到在真实人类唾液样本中掺入的白色念珠菌，证明了其在细菌传感中的应用潜力。

研究图文

图1. MEIS捕获和检测白色念珠菌的过程。

图2.（A）MEIS制造过程。（B）MEIS的照片。（C）3D PDMS支架的SEM。插图：3D PDMS支架的大孔尺寸的统计图。（D）抗C白色念珠菌抗体功能化3D PDMS支架DyLight 488−标记的山羊抗兔二级抗体的研究。（E）Au NT电极的SEM。比例尺：2 μm。（F）Au NT电极的SEM（左）和EDX（右）。比例尺：200 nm。（G）Au NT电极、ITO电极和金平面电极的灵敏度。

图3. MEIS的捕捉性能。

图4. MEIS的检测性能。

图5. 唾液样本检测。

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