高压放大器基于微流控的声流混合在cfDNA实验中的应用

循环游离DNA（cfDNA）是癌症液体活检的重要生物标志物，但体液中含量极低（如健康人血浆中仅1.8-44ng/ml），制约检测灵敏度。微流控技术虽能通过微型化通道实现核酸捕获，现有方法如固相或非固相提取存在效率低、操作复杂等问题；声学混合可改善混合效果，但传统高频驱动适配性差。本研究设计多腔室微流控芯片，利用声场诱导气泡振动产生微流，增强样品与磁珠混合，从而提升cfDNA捕获效率，为高效检测提供新平台。

实验名称：基于微流控的声流混合及高效捕获在cfDNA的应用

实验原理：本研究基于声场诱导微流技术，通过压电片产生声场驱动微流控芯片内气液界面振荡，引发气泡振动和流体微流，促进样品与磁珠的混合接触；采用多腔室芯片结构设计，结合精密注射泵控制流速，利用显微镜和相机监测混合过程，并通过模拟优化气泡腔参数和驱动条件。创新采用声学混合器实现低频率高效驱动，结合磁珠固定技术，显著提升混合效率；实验表明，在30V驱动电压下，混合时间缩短5.8倍，cfDNA捕获率最高达80%，比未激发声场时提高20%，为微量生物样品的高效捕获及癌症液体活检提供了可靠平台。

实验框图：

实验实拍图：

实验过程：通过压电片对微流控芯片内气泡施加声场振动并利用荧光显微技术监测流体混合及cfDNA捕获效果，分析显示在最佳流速1μL/s下气泡稳定生成，混合效率与驱动电压成正比，30V时混合时间从105s缩短至18s；在cfDNA捕获中，激发声场后捕获率最高达80.39%，较未激发声场提高约20%，且在不同样品体积下捕获率均提升7%-17%。结果证实声场诱导气泡振动有效增强芯片内微流混合及cfDNA捕获效率，为癌症液体活检中微量核酸的高效富集提供了可靠依据。

应用场景：微流控芯片，声流混合，cfDNA捕获，气泡诱导微流，癌症液体活检，循环游离DNA，声学驱动，微流控平台，核酸富集，高效捕获，声场振动，微混合器，生物传感器，医学诊断

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审核编辑 黄宇