便携式核酸快速检测一体机

【项目概况】  

病原体的核酸检测，是目前最精确的传染性疾病病原体体外检测手段，但病原体核酸检测相对于免疫检测、生化检测，其对技术的要求也相对更高。

以新冠疫情防控为例，现在进行群体筛查的做法是：集中采样——样品转运到实验室进行检测——整理反馈检测结果，实现不了“快速检测”的需求。想要实现“样品进、结果出的核酸现场快速检测”，实现社区检测，甚至家庭自检，有以下几方面的需求：一是检测对场所没有特殊要求，可以在普通民用场所进行检测；二是仪器便携且操作简单，摆脱对专业人员的依赖；三是封闭式的检测过程，不对环境造成医源性污染。从这些需求来看，离心力微流控技术是非常合适的解决方案。但其在解决这些需求的时候，也存在一些难题：一是如何对高速转动中的芯片实施磁力富集，进而实现完整的核酸提取过程；二是如何实现液态试剂的封装及程控释放等一系列的复杂的流程逻辑控制。检测过程的全流程集成，这既是解决现实需求的重点，也是行业的难点。

目前，有少数几种离心力微流控核酸检测产品上市，但由于技术上的困难，在样品处理环节采用“免提取”或“单独设置核酸提纯环节”的方式来解决。未能做到“全流程一体化”。本项目所提供的离心力微流控产品，首次在离心力微流控平台引入“无线供电技术”，并在此基础上通过带电路板的微流控芯片实现了石蜡阀门的程序控制，使得复杂的流体逻辑操控成为可能。配合独创的双态芯片技术及磁操控系统，实现了“核酸提纯—核酸扩增—荧光检测”全流程集成。结合自主研发的一体化荧光增强检测模块，并随着软件开发、芯片设计及加工工艺等方面的技术难题的妥善解决，我们最终成功开发了“样品进、结果出”的快速现场分子检测仪。

【关键技术】  

1. 在离心力微流控系统中引入无线供电技术，实现了芯片的“有源”操控，最终在离心微流控芯片上实现了任意的石蜡微阀的逻辑操控，解决了转动的芯片上的定点温控问题。

2. 基于独创的自主知识产权的双态操控及磁力切换系统，在芯片内实现了完整的磁珠法的核酸提取；并与石蜡阀相配合，最终成功实现了片内核酸提纯、恒温扩增、光学检测的全流程一体化。

3. 基于相关技术团队已经申请专利20余项，其中已获中国发明专利授权10项，已获实用新型专利授权2项。另外，获得美国PCT发明专利1项。