基于ELVEFLOW微流控技术在病原微生物检测中的研究进展

快速、准确地检测病原微生物对于疫情防控和保障人民生命健康具有重大意义。近几年，研究者们通过合理地设计微流控芯片，将Elveflow微流控技术与各种检测技术相结合，已经开发出了多种用于病原微生物检测的技术方法。相较于传统的病原微生物检测技术，Elveflow微流控检测技术优势突出，具有操作人员技术要求不高、样本需求量少和自动化程度高等优点，适用于各种复杂环境下病原微生物的精准、快速检测。本文对Elveflow微流控技术在病毒、细菌、真菌、衣原体及支原体等病原微生物的检测应用进行了综述，以期为病原微生物的检测提供研究思路，促进微流控技术在病原微生物检测中的发展，提高对疾病的预防和控制能力。

微流控（microfluidics）指的是使用微管道（尺寸为数十到数百微米）处理或操纵微小流体（体积为纳升到阿升）的系统所涉及的科学和技术。Elveflow微流控系统通常包含阀门、微通道、反应室、压力系统和检测系统，通过控制微流控装置内流体的运动来实现样品制备、反应、分离和检测等功能。Elveflow微流控技术能够控制微小流体，整合多种反应，其在病原微生物检测中可以在微观水平上精确控制样品体积并减少体内和体外环境之间的差异，进而达到缩短反应时间和降低检测成本的目的，具有快速、准确、样品消耗少等优点，为病原微生物的检测提供了广阔的前景。

基于Elveflow微流控技术的病毒检测方法主要针对病毒细胞数量、表面特异性蛋白和特异性核酸片段来开展检测。基于病毒细胞培养的空斑测定法是病毒鉴定和诊断的金标准，但存在通量低、所需样品量大等问题，因此 Su 等设计了可以同时培养5种病毒的聚二甲硅氧烷芯片，该芯片系统不仅实现了病毒的高效鉴定，还完成了病毒的分离和抗病毒药物的筛选，具有通量高和检测样本量少的优点。

为了在Elveflow微流控检测系统中实现对多靶标蛋白的灵敏识别，Guan 等设计了一个集成两种单克隆抗体（mAb）的微流体系统，用于肠道病毒71（EV71）的灵敏检测。该系统将EV71 的主要衣壳蛋白VP1 的单克隆抗体1F4 和2H2 分别与羧基官能化磁珠和羧基官能化量子点偶联，最后通过荧光强度来直接评估靶标蛋白的浓度。该微流体系统在30 min 内对VP1 的检测限（LOD）达到10pg/mL，与使用相同抗体的夹心酶联免疫吸附试验的结果（310 pg/mL）相比，提升了31 倍。

细菌是许多疾病的病原体，可以通过皮肤、消化道、呼吸道、血液等方式传播疾病，具有较强的传染性。快速、高灵敏、高特异性的病原菌现场检测已成为迫切需要，现有的细菌检测方法存在操作繁琐、耗时长等问题，无法满足即时检测的需求；微流控芯片技术由于其小型化、便携性好和低试剂消耗，为各分析物提供了一种方便、快捷的检测工具。

为了进一步提高灵敏度，Kao 等研究了一种新型的微流控免洗荧光原位杂交（FISH［24］）液滴检测系统。其将样品与试剂混合并装入微流体盒中，通过离心使微流体乳化，将样品制成微液滴用于细菌包封，使用锁定核酸的LNA/DNA 分子信标和基于NaCl 尿素的杂交缓冲液，然后进行原位渗透、杂交和信号检测。该检测系统以大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和奇异变形杆菌为对象进行验证，检测限为3×103 bacteria/mL，该系统达到单细胞灵敏度水平。