當(dāng)下新冠病毒卷席全國，并逐步蔓延到全球，這對我國以及全世界的公共衛(wèi)生應(yīng)急體系是一次極大的檢驗(yàn)。我們國家極快的應(yīng)急響應(yīng)能力為疫情的防治筑起了一道又一道的防線。

為了阻止病毒的傳播，隔離是一個(gè)非常有效的手段，而隔離的“金標(biāo)準(zhǔn)”最終是核酸檢測。然而現(xiàn)有病毒核酸檢測技術(shù)存在一定的局限：1）樣品處理及檢測過程復(fù)雜而且耗時(shí)，需要多個(gè)儀器配合；2）檢測準(zhǔn)確率低，假陰性較高；3）以定性檢測為主，不能較好地區(qū)分亞型和相似癥狀的流感病毒，造成了交叉感染；4）現(xiàn)場收集的樣品需封裝送到醫(yī)院檢測，缺少可以在現(xiàn)場進(jìn)行檢測的設(shè)備。為了能及時(shí)、精準(zhǔn)地進(jìn)行隔離和救治，更為有效地控制疫情的蔓延，急需一種可在現(xiàn)場方便操作的較為準(zhǔn)確的即時(shí)核酸檢測技術(shù)。

南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的王光輝副教授（智能光傳感與調(diào)控技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任）帶領(lǐng)研究生們，把微流控芯片技術(shù)同光學(xué)檢測與操控技術(shù)結(jié)合起來，致力于面向生物醫(yī)療的快速診斷技術(shù)的研究與應(yīng)用。

微流控芯片技術(shù)把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)的整個(gè)反應(yīng)和分析過程集成到一塊流體芯片上，自動完成整個(gè)以前在實(shí)驗(yàn)室才能完成的復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程。光學(xué)檢測是一種重要的非接觸式的檢測技術(shù)，其可用于監(jiān)測反應(yīng)的進(jìn)行，并具有高速、并行、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)。光學(xué)操控技術(shù)是基于微納結(jié)構(gòu)近場光學(xué)力的一種可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模微納樣品集成操控的手段。

王光輝老師課題組的研究以微流體、單細(xì)胞、納米顆粒、生物大分子為對象，采用 Lab-on-a-Disc、Lab-in-a-Fiber、Lab-on-a-Chip三種技術(shù)平臺，實(shí)現(xiàn)對超微量物質(zhì)進(jìn)行集成化操控、反應(yīng)控制及高靈敏度的光學(xué)檢測，并拓展其在生物醫(yī)療、公共安全等方面的應(yīng)用。主持的相關(guān)研究獲得國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（2014-2016）、面上項(xiàng)目（2019-2022）、重點(diǎn)項(xiàng)目（2016-2020，排名第二）以及科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題（2016-2019）等的支持。近年來在國際上主要期刊發(fā)表SCI論文50余篇，其中6篇作為通信作者或者第一作者發(fā)表在微流控領(lǐng)域的頂級期刊《Lab on a chip》（IF6.1）。

針對離心力驅(qū)動的Lab-on-a-Disc技術(shù)，課題組首次提出了“多態(tài)”及“有源”離心力微流控芯片的概念，及先進(jìn)的流體芯片設(shè)計(jì)與封裝技術(shù)，使得在芯片上可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的邏輯結(jié)構(gòu)和功能操控，相關(guān)文章應(yīng)邀在《Lab on a chip》封面上發(fā)表。最終實(shí)現(xiàn)了把樣品前處理、核酸提取及核酸擴(kuò)增檢測等過程集成到一個(gè)光盤大小的流體芯片上，可以應(yīng)用于“樣品進(jìn)、結(jié)果出”的即時(shí)檢測（POCT）場景，并開展了病毒核酸檢測、藥敏檢測、驗(yàn)證因子檢測及胃癌標(biāo)志物的檢測等芯片研制。

為了推進(jìn)技術(shù)的真正應(yīng)用，課題組還同江蘇省疾控中心及南京鼓樓醫(yī)院開展深入合作，相關(guān)的項(xiàng)目“基于離心力微流控芯片的重要境外輸入性傳染病核酸即時(shí)檢測技術(shù)及應(yīng)用”于2019年獲得江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持。該技術(shù)把核酸提取及恒溫?cái)U(kuò)增檢測集成到一個(gè)芯片中，實(shí)現(xiàn)了全流程45分鐘內(nèi)的病毒檢測。

經(jīng)過團(tuán)隊(duì)努力及同合作單位的研討，研發(fā)了包括新型冠狀病毒在內(nèi)的集多病毒的核酸提取與實(shí)時(shí)熒光定量PCR擴(kuò)增檢測方案，并設(shè)計(jì)了芯片及檢測系統(tǒng)，為后期的進(jìn)一步技術(shù)創(chuàng)新做了充分的準(zhǔn)備。課題組還積極進(jìn)行新冠研發(fā)的校級、市級及省級項(xiàng)目的申報(bào)，并獲得“南京大學(xué)新型冠狀病毒應(yīng)急專項(xiàng)”支持。該技術(shù)的推廣將可以極大地降低對操作人員、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)場所的依賴，可以用于基層醫(yī)病機(jī)構(gòu)甚至社區(qū)進(jìn)行傳染病病毒的快速篩查。其有助于推進(jìn)醫(yī)療資源的合理配置，促進(jìn)“突發(fā)傳染病應(yīng)急管理體系”朝著更加合理有效的方向發(fā)展。

來源：微流控