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基于仿生微流控的数字PCR/数字ELISA通用平台

近年来，随着临床诊断需求对灵敏度要求的不断提高，借助微流控技术平台对细胞、核酸、蛋白等基本生物单元的研究发生了深刻的范式转换，从传统上观察这些基本单元的系综性、平均化响应，转向单细胞、单分子水平的分析和诊断。其中，数字化单分子计数技术(dPCR及dELISA)将传统的基于溶液和系综、平均化的分子信号与参照模板的比对分析，转变为高通量离散信号（0 或1，相对于某设定的检测阈值）的绝对计数和定量，是一种绝对定量的终极手段，其检测灵敏度相比传统的ELISA和PCR检测可提高1000倍。 在数字化单分子系统中，其中关键技术之一是如何实现高通量，超快速的液滴或磁珠离散化阵列及高效率捕获，并构建与阵列芯片和反应试剂相匹配的高精度检测体系。本课题组提出了一种基于仿生表面迅速、高效捕获高通量磁珠或液滴阵列的单分子计数技术，充分运用仿生猪笼草口缘的宏观及微观流动特性，突破高通量磁珠的快速阵列化及捕获率的瓶颈。当前，该芯片无需任何泵/阀/电/磁等外场控制，仅需要滴加一滴样本溶液掉落在芯片表面，在十几秒内即可捕获数万个磁珠，并可生成大规模微小液滴阵列。此方法将改变传统通道微流控芯片存在的工艺复杂,成本较高，流道堵塞，封装一致性差的等不足，实现低成本、便于操作的dPCR或dELISA芯片，并结合课题组研发的数字PCR仪器，有望实现在同一技术平台上的超灵敏免疫与核酸的高通量同时检测。

911 2021-04-20

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