“是细菌还是病毒感染，到底什么病菌，还是混合感染呢？”引起呼吸道感染的病原体复杂多样，给全球公共卫生健康带来严重威胁，迫切需要精准有效的诊断方法。

解放日报·上观新闻记者5日获悉，中国科学院上海微系统与信息技术研究所赵建龙、贾春平团队联合上海海洋大学卞晓军团队，成功开发一种高度集成的微流控芯片，能够高效、灵敏地同时检测12种常见呼吸道病原体，实现了从样本到结果的快速全自动化诊断流程，为现场多重病原体检测提供了有前景的分子诊断平台。

用于同时检测多种呼吸道病原体的集成微流控芯片示意图。

近日，相关研究以“Simultaneous Detection of Multiple Respiratory Pathogens Using an Integrated Microfluidic Chip”为题，发表于国际期刊《分析化学（Analytical Chemistry）》。这些可同时检测的病原体包括人类腺病毒、甲型流感病毒、呼吸道合胞病毒A、肺炎链球菌、肺炎支原体等。

声流混合的优化结果。

“这项创新技术的核心在于其高度集成化的设计，它整合了磁珠核酸提取与纯化、声流驱动混合、液体等量分配，以及多重PCR扩增和原位荧光检测等多个步骤，实现了样本处理到结果分析的全自动化流程。”卞晓军介绍，芯片的设计巧妙，利用微柱和气泡捕获阵列结构实现磁珠的高效混合，同时采用油包水体系有效防止了交叉污染。

（A）磁珠被油相推入等分腔室的图像。（B）不同体积的磁珠在4个腔室中的平均灰度值。（C）在有两个矩形腔室和（D）没有两个矩形腔室的情况下，磁珠在等分腔室中的残留情况。

微观上，磁珠作为分子诊断的样本载体。卞晓军解释，该芯片实现磁珠高效混合的方式主要包括多个方面，分别是微柱设计、气泡捕获阵列结构、声流驱动混合、共振频率的应用、油相驱动、微柱间隙的优化。通过这一系列设计和操作，该芯片能够在大约35秒内实现磁珠的高效混合，为后续的核酸提取和检测提供了均匀的磁珠混合物。

使用荧光显微镜读取FAM、HEX和ROX通道的片上荧光结果。图A、B、C和D分别对应1、2、3和4号孔。误差条表示至少3次重复实验的标准偏差。

“这一成果不仅提高了检测效率，也大大缩短了诊断时间，整个检测过程仅需约70分钟，其多重病原体分析能力、灵敏度和速度均优于现有的大多数微流控芯片分子诊断方法。”卞晓军说，芯片的检测灵敏度极高，检出限低至10拷贝/微升（μL），确保了对低浓度病原体的有效检测。

临床鼻拭子样本中各种呼吸道病原体的荧光分析。

据悉，在临床鼻拭子样本的验证中，芯片展现了出色的多重病原体分析能力，无论是单一病原体还是混合感染，都能准确检测。研发团队表示，“我们期待芯片能够提供快速、准确的诊断信息，为疾病控制和治疗赢得宝贵时间。”