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我国在纸基芯片大规模制造及即时检测中的应用获进展

导读: 近日,国家纳米科学中心蒋兴宇研究员、张伟研究员和杨明珠博士通过纸的堆叠和切削加工技术,开发了一种条码化纸基芯片的大规模制造方法和一种可用条码读取器进行结果读出的多重检测方法,为传统材料(纸)的新功能和新应用开发提供了思路。

近日,国家纳米科学中心蒋兴宇研究员、张伟研究员和杨明珠博士通过纸的堆叠和切削加工技术,开发了一种条码化纸基芯片的大规模制造方法和一种可用条码读取器进行结果读出的多重检测方法,为传统材料(纸)的新功能和新应用开发提供了思路。相关研究成果“Skiving stacked sheets of paper into test paper for rapid and multiplexed assay”被Science Advances杂志于2017年12月1日在线发表。

纸的堆叠和切削加工技术用于条码化纸基芯片的精密加工和大规模制造

纸基芯片因其检测速度快、操作简便、可便携和成本低廉等优势,被广泛应用于装备简陋的实验室和资源匮乏的地区。然而纸基芯片上微反应通道的加工仍然依赖于光刻、喷蜡打印、喷墨打印、丝网印刷和等离子刻蚀等技术,以上技术不仅需要精密的设备,并且加工效率低,难以实现纸基芯片的大规模制造。此外,检测结果读出和数据储存大多依赖于人工操作,不仅低效还存在一定的失误率。

蒋兴宇课题组将一维条码用于多种生物标志物的编码,实现了多重检测结果的高效读出与输入;利用纸张的厚度模拟条码的宽单元和窄单元,不依赖任何高精尖的设备,实现了芯片中条码的精确加工;利用纸的切削加工技术实现了条码化纸基芯片的大规模制造。该检测分析体系应用范围广、检测速度快、检测与读出操作简单高效,为即时检验提供了一种全新的方法。条码化芯片的加工技术为纸基芯片的大规模制造开辟了一种全新的手段。该研究还将促进纸基芯片在核酸检测、药物筛选和细胞行为学研究等方面的应用。

该项研究是蒋兴宇课题组前期研究工作(Lab Chip,17,3874,2017;Anal Chem,87,900,2015)的进一步拓展,得到了国家自然科学基金委、国家重大科学仪器设备开发专项和中科院“创新团队国际合作伙伴计划”等项目的支持。

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