近年來，由于癌癥的高致死率以及低5年存活率，引起了社會廣泛關(guān)注。研究人員發(fā)現(xiàn)，癌癥標(biāo)記物可以揭示癌癥的發(fā)生以及發(fā)展，癌胚抗原（CEA）作為一種廣譜癌癥標(biāo)記物，在輔助癌癥鑒別診斷、疾病監(jiān)測和療效評價(jià)中具有重要的臨床價(jià)值。微流控生物傳感器技術(shù)相比于常規(guī)技術(shù)，擁有更低的檢測限，并且檢測的流程更加簡便同時(shí)微流控生物傳感器技術(shù)應(yīng)用使得每次檢測成本大大降低。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近期，中科院長春光機(jī)所李備研究員團(tuán)隊(duì)和中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所馮世倫團(tuán)隊(duì)合作在Analyst期刊上發(fā)表了題為“A microfluidic immunosensor for automatic detection of carcinoembryonic antigen based on immunomagnetic separation and droplet array”的封面文章。在該項(xiàng)研究工作中，上述雙方課題組結(jié)合自身優(yōu)勢進(jìn)行深度合作，將微流控技術(shù)與生物傳感器相結(jié)合，開發(fā)設(shè)計(jì)新型的微流控生物傳感器同時(shí)研發(fā)了相應(yīng)的配套設(shè)備應(yīng)用于生物分子檢測。

研究人員首先設(shè)計(jì)了一種微流控免疫傳感器芯片，并結(jié)合自動化工作平臺實(shí)現(xiàn)了CEA樣品的檢測，CEA的自動化檢測流程工作時(shí)間約為80分鐘。

圖1 微流控免疫傳感器芯片 ?

接著，研究人員對微流控芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及自動化工作平臺參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，包括芯片內(nèi)部流道寬度、自動化工作平臺運(yùn)行速度以及內(nèi)部填充試劑優(yōu)化，以減少磁珠轉(zhuǎn)移時(shí)殘留的數(shù)量，提高樣品中CEA轉(zhuǎn)移效率。

圖2 優(yōu)化參數(shù)數(shù)據(jù) ?

最后，研究人員使用表面修飾捕獲抗體的免疫磁珠對樣品中的CEA進(jìn)行富集，然后再結(jié)合表面修飾檢測抗體的酶標(biāo)聚苯乙烯微球，隨后，辣根過氧化物酶催化TMB發(fā)生顏色反應(yīng)，通過分析液滴的顏色變化繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線可以定量分析CEA的濃度。此外，研究人員選擇了一些干擾因素對該芯片對CEA的特異性進(jìn)行了分析。

圖 3 樣品檢測標(biāo)準(zhǔn)曲線及芯片特異性分析

綜上所述，為了簡化CEA檢測流程，研究人員設(shè)計(jì)了適用于免疫磁珠轉(zhuǎn)移液滴陣列微流控芯片，并且結(jié)合自動化的工作平臺實(shí)現(xiàn)了CEA的濃度檢測，其理論最低檢測限為14.347 pg/mL。此外，雖然80分鐘的檢測時(shí)間在POCT領(lǐng)域未具有明顯優(yōu)勢，但是其中有60分鐘用于兩步抗原-抗體反應(yīng)，該步驟仍具有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。根據(jù)最終的驗(yàn)證研究，該方法確實(shí)可以從模擬樣品中檢測CEA的濃度。這對CEA的便捷檢測具有重要意義。