导读：

在疫情爆发期间，资源受限地区的疾病预防和治疗工作常常面临重大挑战。这主要是因为，要实现高精度、高稳定性和综合性强的分析检测，通常需要依赖于成本高昂、体积庞大的实验设备，以及设备齐全的实验室环境。近期，华中科技大学李一伟教授、刘笔锋教授团队提出了一种全集成高通量的微流控系统（称为Dac系统），用于在资源有限地区进行超多重即时免疫测定。相关研究以“Fully Integrated and High‐Throughput Microfluidic System for Multiplexed Point‐Of‐Care Testing”为题目发表于期刊《Small》。

本文要点：

1、本研究提出了一种全集成高通量的微流控系统，即Dac系统，用于在资源有限地区进行超多重即时免疫测定。

2、Dac系统只需要一台手持便携设备即可自动完成重复的多步反应，包括按需液体释放、分配、计量、收集、振荡混合和排放。

3、该系统可在单个芯片上同时对多达17个样品或靶标进行高精度酶联免疫吸附测定（ELISA）。试剂消耗仅为传统ELISA的2%，微泡加速反应可将检测时间缩短一半以上。

4、作为概念验证，通过在单个芯片上同时检测两个样本的至少四个感染靶标，实现了多重检测。此外，基于条形码的多目标结果可快速区分五种相似病例，从而进行准确的治疗干预。

5、与大型临床仪器相比，Dac系统的临床炎症分类准确性达92.38%（n=105），定量相关系数R²为0.9838，临床特异性100%，灵敏度98.93%。

全文总结/概括：

使用微流控技术改善酶联免疫吸附测定（ELISA）具有以下优势：

1、高度自动化：微流控技术实现了从样本加载到结果读取的全自动化操作，减少了人为干预，降低了操作误差，确保了实验结果的准确性和可重复性。

2、微型化反应体积：微流控芯片上的微小反应腔室使得反应体积大幅减小，从而显著降低了昂贵试剂和珍贵样本的使用量，节约了成本。

3、集成化系统设计：微流控技术将多个实验步骤如样本稀释、混合、孵育和检测集成在单一芯片上，简化了操作流程，提高了实验效率。

4、快速反应动力学：微流控芯片中的快速混合和热传递特性加快了反应动力学，缩短了实验时间，使得ELISA检测更加迅速。

5、增强的灵敏度和特异性：微流控环境下的精确控制为ELISA提供了优化的反应条件，从而提高了检测的灵敏度和特异性，使得结果更加可靠。 

6、便携性和易于部署：微流控设备通常体积小巧，便于携带和部署，特别适合在资源有限或偏远地区进行快速现场检测，提高了检测的可及性。

Dac系统在未来的临床应用中有哪些潜在的扩展方向或改进空间？

1、扩大检测范围：通过增加对多种生物标志物的检测能力，Dac系统可以扩展其在诊断不同疾病和监测不同健康状况方面的应用。

2、提升设备集成性：开发更为紧凑的一体化设备，将样本前处理、检测反应、结果分析等步骤集成于一个系统中，提高操作便捷性和效率。

3、改善用户交互体验：优化用户界面设计，使系统更易于理解和操作，特别是针对非专业用户，确保他们也能方便地使用。

4、降低生产和运行成本：通过采用成本效益更高的材料和制造工艺，减少系统的整体成本，使其更适合在资源受限的环境中使用。

5、强化数据集成与分析：将Dac系统与电子健康记录和数据分析平台集成，实现检测数据的自动记录、存储和分析，从而为临床决策提供更加精准和深入的数据支持。

图1.A）用于ELISA的Dac系统示意图以及与传统方法的比较。B）Dac系统的具体应用过程。部分图形元素由biorender.com创建。

图2.Dac系统的流体控制。

图3.Dac系统的结构和原理分析图。

图4.Dac系统的功能验证。

图5.高通量样品分析。

图6.使用Dac系统进行多目标检测。

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202401848