用于诺如病毒即时检测的3D打印自驱动微流控传感器芯片：集成CRISPR与葡萄糖生物传感技术实现高灵敏核酸诊断

《Biosensors and Bioelectronics》：A 3D-printed, self-driven microfluidic sensor chip for Point-of-care testing (POCT) of norovirus

本文开发了一种自驱动分区式3D打印微流控传感器芯片，通过整合逆转录重组酶聚合酶扩增（RT-RPA）、CRISPR/Cas12a系统与葡萄糖生物传感技术，实现了诺如病毒核酸的即时检测（POCT）。该系统利用个人血糖仪（PGM）进行数字化定量检测，检测限低至60拷贝，为现场病原体诊断提供了创新解决方案。

　　

Highlight

实验方法

材料、试剂及实验方法详见支持信息。

自驱动微流控生物检测芯片的原理与结构

为提升多酶反应系统（如CRISPR-Cas12a与DNA聚合酶）的兼容性，我们开发了一种包含多反应室的人工级联反应系统，用于诺如病毒核酸的提取与检测。如图1A所示，该传感器由核酸裂解室及四个连续反应检测室组成，这些腔室通过斜向下的微流道串联，形成自驱动流体路径，无需外部泵注即可实现样本的定向流动与反应递进。

结论

本研究通过模拟计算与3D打印技术，开发了一种自驱动分区式一体化微流控设备。该设备整合了成熟的检测技术与样本前处理流程，实现了病毒核酸的富集提取，并显著提高了CRISPR介导的多酶核酸反应兼容性。为实现简便快速的分子诊断，分区腔室级联反应系统将病毒RNA转化为葡萄糖浓度信号，并通过个人血糖仪进行定量读取，为现场病原体检测提供了强大工具。