近日，四川大学华西医院精准检验创新研究室胡文闯、实验医学科应斌武及华西第二医院牛晓宇团队联合万众一芯，于2023年12月在Biosensors & Bioelectronics上发表文章“A portable all-in-one microfluidic device with real-time colorimetric LAMP for HPV16 and HPV18 DNA point-of-care testing”。针对基层临床对高危HPV感染检测的迫切需求，研究团队开发了一款HPV16/18即时检测装置，能在15分钟内实现“样本进，结果出”。该装置无需额外实验场地和设备，无需专业技术人员，无任何移液操作，可为宫颈癌的预防和诊疗提供分子诊断学支持。
背景：宫颈癌是全球妇女癌症死亡的第四大主要原因，也是目前唯一一种病因明确、通过早期预防和治疗能够完全根除的癌症。早期筛查高危型HPV感染是最重要的预防措施之一。2021年，WHO正式推荐将HPV DNA检测作为宫颈癌筛查的首选方法。但受设备、场地、人员资质和检查费用等限制，目前很多HPV检测技术并不能下沉到基层。研究数据显示，中低收入国家约56%的女性终生未接受过HPV检查。目前仍缺乏适用于资源有限的环境下快速、低成本、便捷的HPV即时检测（POCT）方法。
成果概述及亮点：本研究团队基于微流控芯片和分子诊断技术，开发了一款一体化、微型、自动HPV DNA快检自检仪（图1）。整个装置仅打火机大小，集独特的自驱动微流控芯片、高敏恒温扩增、实时pH信号判读、免提取病毒裂解、冻干试剂等技术于一体，无需设备，极简操作，全流程15分钟自动完成，摆脱对专业实验室及专业人员的依赖，真正实现“样本进、结果出”的POCT检测，检测灵敏度达1 copy/μL。
本研究首先开发了一款“气压自平衡”微流控试剂卡，试剂卡由样本裂解腔和微流控芯片两部分组装而成（图2A-C）。其微流体控制动力为自驱动气压，当样本裂解完成后，轻轻向下按压试剂卡，微流控芯片左侧的穿刺针刺破上方铝膜，同时，右侧活塞向上运动压缩腔体空气，使样本裂解腔压力上升，裂解液在自身重力和气压的驱动下经微流道流入反应腔。在此过程中，流入的裂解液不断压缩空气储存腔空气，使其压力持续上升；当裂解腔压力和空气储存腔压力达到平衡，液体流动自动停止（图2D-E）。本研究进一步围绕微流控试剂卡反应腔集成了恒温扩增所需的温控和信号采集模块（图2F）。热源由环状柔性电路板（FPC）提供，并由模数转换器（ADC）将热敏电阻阻值的模拟信号转变为数字信号传回CPU，CPU通过闭环比例积分微分（PID）控制方法发送脉冲宽度调制（PWM）信号至加热控制电路，形成“加热-热敏传感-加热”温控回路。结果显示，各反应腔平均升温速率为22℃/min，温控精度在±0.5℃范围内（图2G）。
未来，万众一芯将持续致力于推动医学科技前沿创新，通过与顶尖研究机构的深度合作，不断拓展在分子诊断、生物传感等领域的技术边界，为解决医学领域的重大挑战提供创新性解决方案，致力于打造更多具有国际竞争力的医学科研成果，以实现更广泛的社会价值。
