背景介绍：
食品安全是全球公共卫生领域的重要挑战，对人类健康构成了重大威胁。食源性病原体引发的疾病和营养不良问题尤为严重，特别是对婴幼儿、老年人以及免疫力低下的人群影响巨大。根据美国疾病控制与预防中心的统计数据，每年约有4800万人患有食源性疾病，其中约3000人死亡。因此，快速、有效的食源性病原体检测对于控制食源性疾病的传播至关重要。
现有检测方法如平板计数、聚合酶链式反应（PCR）、酶联免疫吸附测定（ELISA）等，存在耗时、成本高或可能产生假阳性结果的问题。因此，研究者们致力于开发更快速、成本效益高且灵敏的检测技术。等温扩增技术，尤其是重组酶聚合酶扩增（RPA），因其操作简便、检测时间短，成为食源性病原体检测的有力候选方法。
导读：
近期，沈阳农业大学许童羽教授、王敬依等人开发了一种用于快速灵敏检测鼠伤寒沙门氏菌的集成微流控生物传感系统。该生物传感系统由带多功能阀的微流控芯片、用于核酸检测的重组酶聚合酶扩增（RPA）和定制的实时荧光检测系统组成。相关研究以“An Integrated Microfluidic Biosensing System Based on a Versatile Valve and Recombinase Polymerase Amplification for Rapid and Sensitive Detection of Salmonella typhimurium”为题目，发表在期刊《Biosensors》上。
本文要点：
1、本文介绍了一种用于快速灵敏检测鼠伤寒沙门氏菌的集成微流控生物传感系统。
2、该生物传感系统由具有多功能阀的微流控芯片、用于核酸检测的重组酶聚合酶扩增（RPA）和定制的实时荧光检测系统组成。
3、多功能阀结合了主动阀和磁力驱动混合器的功能，可实现按需混合和控制流体流量。
4、定量荧光通过定制的智能手机应用程序进行处理和检测。
5、提出的集成微流控生物传感系统可以在30分钟内检测到浓度低至1.0×102copies/µL的沙门氏菌，这与实时定量聚合酶链式反应（qPCR）测试的结果一致。
6、凭借其创新的多功能阀门设计，该集成微流控生物传感系统在实现食源性病原体的现场快速检测方面展现出巨大的应用潜力。
全文总结/概括：
本研究开发的微流控生物传感系统有哪些关键组成部分？
1、微流控芯片：集成了多功能阀门，用于样品和试剂的混合以及反应的进行。
2、重组酶聚合酶扩增（RPA）：一种核酸检测技术，用于快速检测目标病原体的DNA。
3、实时荧光检测系统：包括LED光源、滤光片和镜头，用于检测RPA反应产生的荧光信号。
4、智能手机应用程序：定制的应用程序，用于实时荧光图像的采集和分析，实现定量检测。
5、温度控制系统：维持RPA反应所需的恒定温度，保证反应效率。
该微流控生物传感系统在检测沙门氏菌方面具有哪些优势？
1、快速检测：能在30分钟内完成对沙门氏菌的检测，显著缩短了传统检测方法所需的时间。
2、高灵敏度：检测限达到1.0×10²copies/µL，能够检测到极低浓度的病原体。
3、良好特异性：该系统能够准确区分目标病原体和非目标细菌，减少误报。
4、便携性：由于集成了微流控芯片和智能手机应用程序，系统便于携带，适合现场快速检测。
5、操作简便：多功能阀门的设计简化了样品处理和反应步骤，易于操作。
图1.用于沙门氏菌检测的微流控生物传感系统示意图。
图2.芯片透视图（a）和微流控芯片的图像（b）。
图3.（a）多功能阀门系统的图像。（b）多功能阀门设计方案。（c）多功能阀门工作过程示意图。
图4.（a）实时荧光检测系统的图像。（b）定制的Android应用程序的操作界面和结果页面的截屏图像。
图5.鼠伤寒沙门氏菌RPA的实时荧光优化分析。
图6.使用qPCR仪器进行敏感性和特异性分析。
图7.磁力驱动混合器的混合效率。
图8.（a）温度-恒定状态的COMSOL仿真结果。（b）微流控芯片的热红外图像。（c）检测室中试剂的温度变化。
图9.基于微流控生物传感系统的实时RPA分析。
图10.微流控生物传感系统的灵敏度和特异性分析。
原文链接：https://doi.org/10.3390/bios13080790
