基于刷新傳感自主研發(fā)電化學生物傳感器系統(tǒng)

刷新傳感數(shù)字微流控電化學檢測平臺基于介電潤濕（electro-wetting on dielectric，EWOD）原理與多項自研核心技術研制，在單芯片上實現(xiàn)了“樣本處理+檢測分析”全流程的閉環(huán)，滿足“樣本進，結果出”自動化檢測需求。該平臺集成高精度電化學檢測模塊，具有高靈敏度、高精度、小體積、低成本等特點，在核酸檢測、分子POCT、化學合成和微生物培養(yǎng)等領域提供“從樣本處理到檢測分析”的自動化全流程解決方案。

1、電化學生物傳感技術

基于刷新傳感自主研發(fā)電化學生物傳感器系統(tǒng)BIOSYS研制，通過調(diào)整檢測電極上修飾的分子識別方案（捕獲探針）就可以實現(xiàn)對不同生物標識物的雜交檢測。該技術具有檢測靈敏度高、耗時短、成本低、操作簡便等優(yōu)勢，大大降低了檢測所需的人力物力成本。

雜交檢測+信號轉化流程示意圖

2、數(shù)字微流控系統(tǒng)

利用介電潤濕（EWOD）原理，數(shù)字微流控可以實現(xiàn)對液滴的搬運、分離、混合等精準操作，從而完成對被測生物樣本的預處理過程。通常樣本以液滴形式存在于雙層夾板結構的芯片之中，采用編程控制電壓改變固液界面表面張力使液滴形變，從而驅動液滴按預設好的路徑和方法移動、分離、混合。該技術可以驅動各種水相樣本試劑（如：裂解液、洗脫液、蛋白酶、雜交液等）運行于不同功能區(qū)間。根據(jù)不同的試劑體系，結合磁控、溫控等控制模塊，可以在單芯片上實現(xiàn)核酸的裂解、提取、清洗、洗脫、擴增、雜交、檢測等分析操作。

系統(tǒng)外觀展示圖

目前刷新傳感采用印刷電路板PCB（Printed Circuit Board）等工藝制備相關芯片，工藝簡單、成本可控、集成度高，提供配套的集成方案，滿足科學研究、工程實驗、產(chǎn)品落地等場景的需求。

圖源illumina

3、刷新傳感數(shù)字微流控系統(tǒng)

電化學檢測平臺

平臺集成了數(shù)字微流控與電化學檢測技術，為生物試劑公司、科研院所、第三方檢測實驗室提供分子檢測一站式解決方案。該平臺采用電化學探針對目標DNA片段進行特異性捕獲，產(chǎn)生的電信號由電化學模塊進行采集和處理。該方案具備高靈敏度，特異性好和響應迅速的特點；區(qū)別于熒光檢測方法，電化學法不需要復雜的光學組件，大大提升了系統(tǒng)集成度，減小了系統(tǒng)體積，降低了產(chǎn)品成本和使用成本；由于PCB芯片工藝成熟，可以真正實現(xiàn)Lab in PCB?？蓱糜诳茖W研究實驗室、醫(yī)院檢測、軍事防化、防疫檢測、社區(qū)檢測等諸多場景。 ?

另外，本平臺產(chǎn)品具備量產(chǎn)成本優(yōu)勢。由于數(shù)字微流控系統(tǒng)需求的樣品和試劑量少，分析體積為微升至納升級別，大大減少了試劑消耗量。其次，該系統(tǒng)不需要復雜昂貴的光學組件、微泵微閥組件等，系統(tǒng)簡單。再者，刷新傳感設計的PCB工藝芯片相比其它工藝（如TFT工藝），材料和工藝成本低、集成組裝特性優(yōu)良，同時介質(zhì)強度更穩(wěn)定，進一步降低了成本。

液滴控制系統(tǒng)與芯片

此外，該系統(tǒng)支持多靶點分型檢測、多通道并行檢測；支持恒溫擴增，變溫擴增等試劑方案；通過精準控制小體積液滴可加速混勻，提高試劑混合保真度。內(nèi)置高精度溫控模塊，結合微流控技術，可實現(xiàn)快速擴增。 為了方便使用，刷新傳感開發(fā)了“傻瓜式”程序化控制平臺，操作簡易，僅需加樣然后通過軟件程序操控即可在短時間內(nèi)得到需要的結果，大大降低對工作人員的技術性要求，減少了人力資源消耗及降低專業(yè)依賴性，同時提高檢測穩(wěn)定性。該系統(tǒng)集成度高，將所有需要人工操作的步驟密封于芯片上自動完成，有效降低了樣本污染的可能性，避免有毒有害物質(zhì)和傳染性物質(zhì)對外界的直接接觸，避免氣溶膠交叉污染，減少環(huán)境污染。 平臺具備易集成、易擴展、易兼容、易轉化等優(yōu)勢。不局限于微泵、微閥等復雜組件，僅需基本的流道與電極控制即可達到理想的路徑設計和液滴控制要求。平臺系統(tǒng)可以根據(jù)不同試劑需求定制功能模塊，包括：芯片結構、芯片陣列、溫控模塊、磁控模塊、電化學檢測電極、內(nèi)置式電化學傳感器、進液機構、儲液機構等?？勺远x編程設定液滴路徑來模擬實驗流程，使用范圍廣，覆蓋體外診斷、微生物檢測、疾病篩查、傳染病防控、基因檢測、化學合成等諸多領域。 ? ? ?

編輯：黃飛

?