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近日桅打，澳門大學的賈艷偉教授團隊在權威期刊《Biosensors & Bioelectronics》上發(fā)表了一篇題為“Sub-5-Minute Ultrafast PCR using Digital Microfluidics”的文章，介紹了一種基于介電潤濕數(shù)字微流控平臺的超快速PCR技術妖胀。該研究采用了多種創(chuàng)新策略杠输，包括雙層加熱、多孔超疏水膜歪玲、隔溫槽以及可溶性化學溫度傳感器等迁央，實現(xiàn)了液滴內準確的熱調節(jié)。這確保了在介電潤濕數(shù)字微流控平臺上進行PCR的效率和穩(wěn)定性读慎，而且檢測靈敏度與傳統(tǒng)PCR相當漱贱，僅需3.7-5分鐘。

為了減小傳感器與液滴實際溫度之間的偏差夭委，研究團隊采用了溫度敏感化學染料（磺酰羅丹明B幅狮，Sulforhodamine B，SRB）的水性溫度傳感器株灸，對液滴內溫度進行準確的校準和調控崇摄。這一創(chuàng)新使得芯片上EWOD PCR的效率大大提高。由于傳統(tǒng)的單面加熱器加熱方案(MHS)會產生液滴內垂直溫度差慌烧，影響PCR的效率逐抑，研究團隊采用了頂部和底部雙層加熱方案（PHS），以減少熱損失屹蚊、提高溫度均勻性厕氨。這一改進有助于進一步提高PCR的效率和穩(wěn)定性。

電場介電擊穿是影響電場介電噴射微流體PCR穩(wěn)定性的關鍵因素之一命斧。研究團隊選用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作為電場介電層，由于PDMS對不均勻熱應力的高耐受性嘱兼，它能有效保護電極在高溫條件下不被擊穿国葬。在微流控PCR中，氣泡的產生是一個常見問題，它會導致液滴溫度不均勻汇四，并可能中斷PCR的熱循環(huán)接奈。為了解決這一問題，研究采用了多孔膨體PTFE（ePTFE）覆蓋在半固化的PDMS上作為疏水層通孽。這種微米級孔隙的ePTFE具有可膨化特性序宦，在熱膨脹時不易發(fā)生表面破裂，從而抑制了因表面疏水層損傷而產生的氣泡背苦。

研究還采用了移動電極聯(lián)鎖排列技術挨厚，這一技術能夠降低移動電極對液滴大小的限制，使得體積大于0.2 μL的液滴能在30℃以上的溫度差下連續(xù)移動糠惫，且不受熱毛細管效應的影響疫剃。

為了實現(xiàn)快速熱循環(huán)的PCR，研究在頂部加熱器周圍設置了隔熱槽硼讽，以擴大變性和退火/延伸兩個區(qū)域之間的溫度差巢价。基于上述技術固阁，液滴在新的集成電場介電噴射數(shù)字微流控系統(tǒng)上能穩(wěn)定地經歷冷熱溫度區(qū)間的變化壤躲。這一系統(tǒng)在3.7分鐘內實現(xiàn)了40個循環(huán)的超快PCR，比傳統(tǒng)的PCR方法快了10-17倍备燃。

為了減少芯片上PCR的非特異性擴增漏麦，研究團隊在PCR配方中加入了可逆熱啟動試劑（ThermaStop, TS）。這種試劑能夠防止在低溫下產生非特異性產物况褪，并確保聚合酶在一定溫度以上完全恢復其活性撕贞。考慮到芯片上PCR反應體積較小测垛，研究團隊還優(yōu)化了聚合酶的濃度捏膨、芯片的基礎溫度以及液滴在變性區(qū)和退火/延伸區(qū)停留的時間，以提高整體效率食侮。通過連續(xù)梯度稀釋實驗号涯，證實了超快速PCR數(shù)字微流控芯片的靈敏度與傳統(tǒng)PCR相當，其擴增效率高達95.31%锯七。

該數(shù)字微流控平臺采用微米級多孔ePTFE膜作為疏水層链快，以PDMS作為介電層。這種組合能有效抑制氣泡的形成和介電擊穿起胰，顯著增強了EWOD芯片的耐用性久又。體積為0.6μL的超快EWOD PCR在短短3.7至5.0分鐘內成功完成40個熱循環(huán)。這一創(chuàng)新為NAAT在感染性病原體檢測效五、耐藥性分子篩選地消、法醫(yī)學等領域以及其他基于PCR的實際應用提供了強大的支持。