可用于艾滋病毒监测的微流控生物传感器
2025-06-01 09:11:26   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

据麦姆斯咨询报道，英国巴斯大学和新加坡南洋理工大学的研究人员联合开发了一种低成本的电化学微流控生物传感器，能够在现场进行准确的CD4⁺ T细胞计数，可用于资源有限环境中的艾滋病毒（HIV）监测。

新型微流控生物传感器

准确监测CD4⁺ T细胞计数对于评估艾滋病毒感染者的免疫功能和指导治疗决策至关重要。虽然流式细胞术仍然是该领域检测的黄金标准，但其高昂的成本、复杂性和对实验室基础设施的依赖性，使其无法在偏远或资源有限的环境中广泛使用。

便携式替代品也有，但许多都因灵敏度低、处理要求复杂或运行成本高而不尽如人意。基于光学和荧光的系统虽然技术先进，但往往会带来额外的维护负担和设备要求。

在此背景下，巴斯大学和南洋理工大学的研究团队开发出了一种专为资源有限环境设计的集成式电化学微流控生物传感器。他们的研究成果已经以“Electrochemical microfluidic biosensor for the detection of CD4⁺ T cells”为题发表在Microsystems & Nanoengineering杂志上。论文介绍了一种内嵌金电极的聚二甲基硅氧烷（PDMS）芯片，可对CD4⁺ T细胞进行无标记、基于阻抗的检测。该器件设计简洁高效，最大限度地减少了样本处理，并能快速提供临床相关结果。这是在传统实验室之外实现无障碍实时艾滋病诊断的重要一步。

微流控芯片设计

该系统的核心是一个微流控芯片，细胞捕获和检测都在微流控芯片上进行。抗CD4抗体通过自组装单层固定在金电极上，可以选择性地结合靶细胞。

该生物传感器的动态范围很宽，既能检测到低水平的CD4⁺，也能检测到正常水平的CD4⁺，因此适用于各种患者状况。其检测阈值的灵敏度足以识别严重的免疫缺陷，而微流控芯片有效减少了变异性和人工输入，提高了可重复性和自动化潜力。特异性测试证实，其它免疫细胞和血清蛋白的干扰极小。此外，该传感器还可以结合用于上游细胞分离的迪安流式分馏（DFF）芯片使用，从而在单一设备上实现集分离、捕获和分析于一体的模块化设置。

微流控芯片结合DFF芯片应用

研究人员的目标是开发一种用户友好、经济实惠的诊断工具，将高质量的艾滋病监测扩展到中央实验室之外。通过将电化学传感与微流控技术相结合，研究人员创建了一个准确、灵敏、可扩展且与即时检测兼容的平台。这项技术有望实现艾滋病诊断的普及，尤其是在医疗基础设施有限的地区。

展望未来，研究小组设想将这种微流控生物传感器作为一种实用的解决方案，用于服务不足地区的艾滋病毒监测，用紧凑的电池供电设备替代大型固定实验室设备。该平台设计灵活，支持自动样本处理，还可用于检测其它免疫标记物或传染病病原体。

未来的开发计划包括整合用于全血分析的DFF模块，进行临床验证，以及改进界面以便现场部署。从长远来看，该技术有助于扩大早期诊断的覆盖面，并改善治疗监测，从而在全球管理艾滋病的努力中为更公平的医疗保健做出贡献。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41378-025-00893-8

延伸阅读：

《即时诊断应用的生物传感器技术及市场-2022版》