为超灵敏度葡萄糖检测而开发的微流控芯片

By LabMedica International staff writers
Posted on 19 Jul 2016

快速而高灵敏的血糖检测是必需的诊断，例如，缺乏胰岛素和过多血糖是糖尿病的两大病因，两者均可测量血糖来检测。

人们已经用光纤和微流控来开发便宜、超灵敏的芯片实验室器件，它只用一滴汗就可快速测量葡萄糖水平。所依托的技术属于“光流控学”这一新领域的范畴，这项技术结合了光子传感（利用光的特性检测化学物质）和微流控（沿微通道精确控制微量流体）。

图片：芯片实验室器件集成了光纤生物传感器和微流控芯片，可利用汗滴检测葡萄糖水平。图中它与一元港币并列展示，而一元港币与美元的硬币一样大（图片蒙A. Ping Zhang博士惠赐）。

香港理工大学(www.polyu.edu.hk)的科学家及其同事把一只新型光纤生物传感器与一片微流控芯片合为一体，研制成一款无干扰光流控器件，以超高灵敏度检测葡萄糖水平。他们制成的光纤传感器对其周围物质折射率的变化非常敏感。为了把它变成葡萄糖监测计，科研小组用葡萄糖氧化酶构成的一层薄膜作为传感材料，因为它能与溶液中的葡萄糖反应。

为了支持传感膜和进一步增强信号，科研小组又在传感器里加了另外两种材料——聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯酸(PAA)。结果形成几层PEI/PAA，再加顶层的葡萄糖氧化酶，然后埋入芯片的微通道。研究人员运行几次检验后发现，光纤传感器本身非常灵敏，能检测低至1 nM的葡萄糖氧化酶浓度，把传感器集成进微流控芯片后性能更是大幅提升。提升的不仅是检测范围，还有反应时间，从6分钟缩短到70秒。

该研究的论文发表于2016年4月28日的《生物医学光学快报》(Biomedical Optics Express)杂志。合著者之一、香港理工大学助理教授A. Ping Zhang博士说：“光子方法被视为超灵敏度传感最有前景的技术之一，如果将光子技术集成到微流控芯片这一微型平台上，就能造就一台小型芯片实验室分析系统，快速生成可靠结果。

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香港理工大学