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據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，由瑞典皇家理工學院（KTH Royal Institute of Technology）、英國赫瑞瓦特大學（Heriot-Watt University）、荷蘭原子和分子物理學研究所（Institute for Atomic and Molecular Physics，AMOLF）、瑞典國家研究院（Research Institutes of Sweden，RISE）等科研機構組建的一支研究團隊在Scientific Reports期刊上發(fā)表了可用于病毒檢測的基于液滴微流控和激光誘導熒光（LIF）的光流控器件的最新論文。

微流控技術為生物學家在高度控制的微型系統(tǒng)中操作和分析生物樣本提供了強有力的解決方案。微流控芯片具有亞毫米級的流道系統(tǒng)，由連接的儲液器提供液體。微流控芯片設計和并行化有助于在單個器件中快速、多模式處理和檢測分子或細胞物種，加上自動化的大規(guī)模生產(chǎn)，使其在診斷、環(huán)境分析和生物科學領域?qū)崿F(xiàn)了商業(yè)化應用。

液滴微流控是一種微流控技術，它利用離散的水液滴，由不溶于水的油分離，并由表面活性劑穩(wěn)定，可作為微型樣本容器。單分散液滴可以在微流控系統(tǒng)內(nèi)生成和檢測。這種技術能夠以超高通量（>1000液滴s?1）對10??至10?? L樣本包中的單個細胞或分子進行數(shù)字檢測和分析。液滴已被用于體外封裝多種樣本（如細菌和細胞等），并進行高靈敏度的病毒檢測。

液滴封裝材料的檢測和量化可能涉及集成到芯片中的光學元件的使用。所謂的光流控器件提供了一種將關鍵微流控樣本處理能力與光學功能協(xié)同結合的方法，為生物和化學傳感開辟了前景廣闊的途徑。已建立的光學技術，如熒光激活液滴分選、光學顯微鏡或LIF，可以集成到微流控芯片中。

將微流控能力直接集成到光纖和毛細管中，為臺式光流控技術提供了另一種新興的途徑。光纖具有一系列特性，包括柔性、化學和生物惰性、易于光耦合和高縱橫比。此外，它們在從電信到醫(yī)學中的傳感和成像等眾多領域的廣泛使用，帶來了高耐受性和千米長度的標準化生產(chǎn)，可以使用為電信生產(chǎn)開發(fā)的設備將其組裝成具有精確通道尺寸的低成本光流控器件。

在之前的研究工作中，研究團隊的成員展示了幾種由光纖和毛細管陣列制成的用于生物醫(yī)學應用的全光纖光流控器件。他們還展示了用于檢測、捕獲和收集熒光微粒的器件，并通過開發(fā)一種低成本的全光纖流式細胞儀展示了這些技術的潛力。

最近，他們又展示了在不間斷流體中通過光纖器件進行粒子分離和計數(shù)。此外，結構中空纖維允許直接在流體介質(zhì)中引導光，這已被用于拉曼（Raman）傳感和跟蹤包括病毒顆粒在內(nèi)的納米級物體的擴散。結構光波導（如光籠），也已被開發(fā)用于吸收光譜，并可能在生物分析中應用。這些無縫集成的光流控器件——“光纖實驗室”（Lab-in-a-Fiber）顯示了將Lab-in-a-Fiber技術應用于分子診斷的潛力。

自2019年底開始，冠狀病毒（SARS-CoV-2）或新冠肺炎（COVID19）大流行成為全球衛(wèi)生面臨的重大挑戰(zhàn)，并將繼續(xù)產(chǎn)生深遠的社會和經(jīng)濟后果。這場大流行突顯了高收入國家以及低收入國家對全球可部署、快速和可擴展的生物分子檢測的必要性。針對SARS-CoV-2持續(xù)感染而開發(fā)的檢測方法包括快速抗原檢測（檢測鼻咽拭子樣本中關鍵病毒蛋白的存在）和核酸檢測（擴增和檢測鼻、咽喉或口腔拭子中的病毒遺傳物質(zhì)）。其中，與快速抗原檢測相比，核酸擴增檢測有望提供更高的靈敏度和潛在的更高的特異性。

在本論文的研究工作中，作者們描述了一種新型Lab-in-a-Fiber光流控器件的開發(fā)及其在液滴微流控方面的潛在應用。他們將液滴微流控與LIF檢測相結合，這是通過開發(fā)一種光學側(cè)耦合光纖實現(xiàn)的，被稱之為“潛望鏡光纖”。他們還描述了這種Lab-in-a-Fiber光流控器件的制造過程。該光流控器件的示意圖如圖1所示，包括兩個模塊，其作用如下：通過流動聚焦產(chǎn)生液滴；以及光學檢測。