《基於微流控技術的生物氣溶膠快速檢測》是依託復旦大學，由隋國棟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於微流控技術的生物氣溶膠快速檢測
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：隋國棟
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
空氣中攜帶的病原微生物的實時監測和人民的健康、經濟的發展、國家的安全息息相關。因此，建立環境空氣生物氣溶膠線上監測技術將極大地提高公共衛生體系的疫情預警能力。本研究擬在現有較成熟的病原體微生物快速檢測方法的基礎上，設計和開發具有對生物氣溶膠中病原微生物進行富集，並對其進行快速免疫分析和核酸擴增（PCR方法）分析的微流控晶片。並以此晶片為技術核心開發具有對空氣氣溶膠所含的傳染性病原微生物進行實時線上分析功能的監測平台系統。本研究首次將集成微流控晶片技術套用到生物氣溶膠的線上監測中，將極大的降低（至少3個數量級）昂貴的生物試劑的消耗，節省常規儀器的造價和維護費用。縮短反應和分析時間，提高檢測速度和檢測的靈敏度，可以通過編程實現系統的自動化，成本低，體積小。本研究設計的微流控晶片為基礎的感染性病原微生物氣溶膠的線上監測系統將不僅填補國內空白，而且對於維持社會穩定、保護人民健康具有重要的意義。
結題摘要
空氣中攜帶的病原微生物的實時監測和人民的健康、經濟的發展、國家的安全息息相關。在自然科學基金的支持下，我們首次將微流控晶片技術套用到空氣中病原微生物的快速分析中，成功設計以微流控晶片為核心的空氣中病原微生物富集和檢測系統，具有自主的智慧財產權，在技術上走在國際前列，而且已經開發出原型機系統。成果簡要如下： 1. 成功設計製造了能夠對空氣中的病原微生物進行快速富集和檢測的攜帶型系統，用恥垢桿菌、大腸桿菌、卡介苗菌和金黃葡萄球菌進行了成功測試。我們設計製造了兩種可以高效富集病原微生物的微流控晶片，在9分鐘的時間內富集效率便可以達到100%。在捕獲極限方面，所設計製造的晶片可以在每立方米低於100個細菌的情況下進行有效富集，效果遠遠高於現有的富集方法。該技術填補了國內外的空白，具有自主的智慧財產權。 2. 成功設計製作了可以對富集到的病原微生物進行快速破壁和免疫分析/核酸擴增分析的微流控晶片。在破壁+免疫分析的微流控晶片中，以85B為特徵蛋白快速檢測結核桿菌，檢測時間可以控制在20分鐘之內，可以對少於100個菌的量級內做到準確檢測。在破壁+核酸擴增分析的微流控晶片中完成核酸環介等溫擴增，對結核桿菌、金葡菌和BCG菌進行了快速破壁核酸擴增和分析，時間控制在40分鐘之內，檢測極限20個細菌。 3 成功設計製造了對病原微生物進行快速分析的微晶片系統，可以檢測阿米巴病原和瘧疾病原，和臨床數據完全吻合，而且檢測分析時間約為15分鐘。對30例阿米巴病人和11例瘧疾病人的樣本進行了測試，測試結果和臨床數據完全吻合。 總之，本研究首次將微流控晶片技術套用到空氣中病原微生物的快速分析中，在晶片上實現空氣中病原微生物的富集和快速分析，解決了目前空氣中病原微生物分析技術缺乏的問題，開發基於微流控晶片的空氣中病原微生物的快速富集檢測的儀器系統。具有獨立的智慧財產權，有著很好的產業化前景。 專利：申請9項，4項已獲授權。論文：1篇為“Biomicrofluidics”, 2013已接受，出版中。（IF 3.4），1篇科技論文線上發表。其餘4篇分別投稿到small(2篇), Biomedical Microdevice, Journal of Hazardous Materials.人才培養：培養3名博士研究生和1名碩士研究生。
