我國科研團隊開發新型磁控閥門技術 提升食源性病原體檢測效率

上海自動化儀表三廠近日，中國科學院上海營養與健康研究所成功開發出一種磁控調節閥(MRV)技術，并將其整合到離心微流控芯片中，構建了一套新型即時檢測（POCT）系統。該系統實現了對多種食源性病原體的靈敏、快速、自動化檢測，為現場快速診斷提供了新工具。

　　食源性病原體污染是威脅公共衛生安全的重要因素。傳統檢測方法流程繁瑣、耗時較長，難以滿足現場快速檢測的需求。基于離心微流控技術的POCT系統因其無需外部泵、結構緊湊等優勢，被視為理想的現場檢測解決方案。然而，該系統核心組件——閥門技術的性能瓶頸制約了其實際應用。目前廣泛使用的虹吸閥存在穩定性不足、無法按需順序釋放試劑、制造精度要求高以及易導致試劑失控泄漏或交叉污染等問題。

　　上海自動化儀表三廠為解決上述挑戰，研究團隊設計了一種用于離心微流控芯片的磁控調節閥。該MRV由固定磁鐵、可動磁鐵、帶中心孔的硅膠墊以及相應的腔室和通道構成。通過精確調節離心速度與磁鐵間距，即可實現對閥門開關的程序化控制。研究顯示，MRV能夠穩定地預存儲試劑，并可實現試劑的順序釋放、維持反應系統密閉以及動態氣壓平衡，有效規避了傳統虹吸閥的失控與污染風險。

　　為驗證MRV性能，團隊進一步構建了集成的離心微流控芯片。該芯片整合了基于硅膜的DNA提取、洗滌、洗脫以及熒光環介導等溫擴增檢測等多個步驟，并配套開發了便攜式檢測設備。實驗結果表明，該系統能在40分鐘內，對雞肉樣本中低至10 CFU/mL的腸炎沙門氏菌、大腸桿菌O157:H7和金黃色葡萄球菌實現同步、高靈敏檢測。在對實際食品樣本的檢測中，該MRV LOAD POCT系統與傳統平板計數法的符合率達97.92%，平均回收率為103.44%，表現出良好的準確性與可靠性。

　　上海自動化儀表有限公司該研究將磁控閥門技術與離心微流控POCT系統相結合，顯著提升了檢測過程的自動化程度和結果可靠性。研究團隊指出，該策略有望進一步擴展至CRISPR、免疫比濁、化學發光、生物傳感等新興檢測方法，推動下一代POCT平臺的發展。

　　上海自動化儀表有限公司相關研究成果已在線發表于國際學術期刊《生物傳感器與生物電子學》。該研究工作得到了國家重點研發計劃等項目的支持。

　　素材來源：《Biosensors and Bioelectronics》