导读：

传统的病原菌检测方法耗时长、效率低、灵敏度差，影响了感染控制和疾病诊断。因此，寻找解决这些问题的解决方法对于临床诊断病原性疾病和指导抗生素的合理使用具有重要意义。近期，武汉大学谢敏副教授团队提出了一种微流控电化学集成传感器（MEIS），能够快速、高效地分离和灵敏检测白色念珠菌（Candida albicans）。本文主要讨论了传统白色念珠菌检测方法面临的挑战，对快速准确检测方法的需求，以及微流控电化学检测技术的优势。相关研究以“Microfluidic Electrochemical Integrated Sensor for Efficient and Sensitive Detection of Candida albicans”为题目，发表在期刊《Analytical Chemistry》上。

本文要点：

1、本研究开发了一种微流控电化学集成传感器（MEIS），能够快速、高效分离和灵敏检测白色念珠菌（albicans）。

2、将三维大孔PDMS和金纳米管电极组装到模拟芯片中，分别充当“三维混沌流分离器”和“电化学检测器”。

3、三维混沌流分离器增强了流体的湍流，实现了出色的细菌捕获效率。同时，电化学检测器通过酶联免疫电化学技术提供定量信号，提高了灵敏度。

4、该微流控电化学集成传感器可成功分离出唾液基质中30-3,000,000CFU范围内的白色念珠菌，捕获效率超过95%，并能在1小时内灵敏检测口腔唾液样本中的白色念珠菌。

5、该集成装置在诊断口腔念珠菌病方面具有巨大潜力，同时也适用于检测其他病原菌。

全文总结/概括：

采用微流控和电化学检测技术进行病原菌检测，具有以下显著优势：

1、集成性和批量生产：

• 微流控技术实现了分离和检测功能的模块化设计，使得各个组件能够独立制造并组装成高度集成的传感器。

• 这种设计策略不仅简化了生产过程，还确保了MEIS设备批量生产的良好重复性，有利于成本控制和质量保证。

2、高效分离：

• 微流控芯片内部的三维多孔PDMS支架充当“三维混沌流分离器”，通过增加流体湍流，提高了细菌与固定化抗体的碰撞频率。

• 这种设计显著提升了对白色念珠菌的捕获效率，实现了超过95%的高效率分离。

3、高灵敏度检测：

• 使用金纳米管电极进行电化学检测，通过酶联免疫电化学技术提供定量信号。

• 一体化设计进一步增强了检测的灵敏度，使得白色念珠菌的检测限降低至166CFU，满足了高灵敏度检测的需求。

4、便携性和易用性：

• MEIS可与便携式工作站连接，实现现场快速检测，提高了检测的灵活性和可及性。

• 微流控和电化学方法的集成简化了操作流程，相比于传统的独立样本预处理和检测步骤，大大提升了用户体验和操作效率。

通过这些优势，微流控电化学集成传感器（MEIS）不仅提高了病原体检测的效率和准确性，还为现场快速检测和资源有限地区的病原体监测提供了强有力的技术支持。

Scheme1.通过MEIS捕获和检测白色念珠菌的过程。

图1.（A）MEIS的制造过程。（B）MEIS的照片。（C）三维PDMS支架的SEM图像。插图显示了三维PDMS支架的大孔尺寸统计图。（D）抗白色念珠菌抗体功能化三维PDMS支架的表征。DyLight 488标记的山羊抗兔二抗。（E）Au NT电极的SEM图像。比例尺：2μm。（F）Au NT电极的SEM（左）和EDX（右）图像。比例尺：200nm。（G）Au NT电极、ITO电极和金平面电极的灵敏度。

图2.抗白色念珠菌单克隆抗体特异性的验证。

图3.MEIS的捕获性能。

图4.MEIS的检测性能。

图5.检测唾液样本。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c01419