MIT团队25分钟快速诊断败血病的新型装置
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本周(2019/7/23-27)在柏林举行的医学和生物工程会议(Engineering in Medicine and
Biology Conference)上，麻省理工学院的研究团队发表了一项可快速诊断败血症的新型
传感器。该装置仅使用5微升的血液，即可在25分钟内补捉到低于16pg/mL浓度的败血病生
物标志IL-6。相对传统实验室所需的1毫升血液量，以及1小时的检验时间来说，新型装置
相当具有优势。
该装置利用的原理是将磁珠分析(magnetic-bead-based assay)的元件缩小到大约几平方
公分的自动微流体设备上，并且在微米级的通道中操控珠子。第一个步骤是，先将涂有能
够吸引IL-6的抗体以及一种称为辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase, HRP)的催化
剂珠子，混和血液样品，并注入装置中。当通过控制液体的环状泵浦进入“分析物捕获区
(analyte-capture zone)”后，会有外部电路自动控制阀门，并以特定顺序开关，使血液
和珠子循环混和在一起。大约10分钟后，败血病生物标志IL-6蛋白质会与珠子上的抗体结
合。
接着，阀门会自动控制混合物进入较小的“检测区域(detection zone)”，这时会有一个
小磁铁收集珠子并进行清洗。约10分钟后，大部分的珠子会黏附在涂有吸附IL-6单独抗体
的电极上，此时，液体会在循环中洗涤未黏附在电极上的珠子。最后，就只剩含有IL-6蛋
白质的珠子保留在电极上。
最后一个步骤是，利用称为安培法(amperometry)的化学反应，对液体施加电压，而液体
中已经因为出现了与催化剂作用而产生的一种对电能有反应的化合物，因此，珠子会产生
小的电流。只要将电流转成可读的讯号，即可进行相对应IL-6的浓度计算。
整个过程耗费大约25分钟的时间，而且这个设备拥有八个微流体通道，是一个非常通用的
平台，因为研究人员可以同时在不同的通道中进行多种不同的生物标记或血液样本分析。
目前，美国食品药物与管理局(FDA)已经批准了200多种用于各种疾病的蛋白质生物标记，
因此，该新装置未来可以扩大规模，并设计更多通道来检测研究人员感兴趣的蛋白质生物
标记。