循環(huán)游離DNA（cfDNA）是癌癥液體活檢的重要生物標(biāo)志物，但體液中含量極低（如健康人血漿中僅1.8-44ng/ml），制約檢測靈敏度。微流控技術(shù)雖能通過微型化通道實(shí)現(xiàn)核酸捕獲，現(xiàn)有方法如固相或非固相提取存在效率低、操作復(fù)雜等問題；聲學(xué)混合可改善混合效果，但傳統(tǒng)高頻驅(qū)動適配性差。本研究設(shè)計(jì)多腔室微流控芯片，利用聲場誘導(dǎo)氣泡振動產(chǎn)生微流，增強(qiáng)樣品與磁珠混合，從而提升cfDNA捕獲效率，為高效檢測提供新平臺。

實(shí)驗(yàn)名稱：基于微流控的聲流混合及高效捕獲在cfDNA的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)原理：本研究基于聲場誘導(dǎo)微流技術(shù)，通過壓電片產(chǎn)生聲場驅(qū)動微流控芯片內(nèi)氣液界面振蕩，引發(fā)氣泡振動和流體微流，促進(jìn)樣品與磁珠的混合接觸；采用多腔室芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)合精密注射泵控制流速，利用顯微鏡和相機(jī)監(jiān)測混合過程，并通過模擬優(yōu)化氣泡腔參數(shù)和驅(qū)動條件。創(chuàng)新采用聲學(xué)混合器實(shí)現(xiàn)低頻率高效驅(qū)動，結(jié)合磁珠固定技術(shù)，顯著提升混合效率；實(shí)驗(yàn)表明，在30V驅(qū)動電壓下，混合時(shí)間縮短5.8倍，cfDNA捕獲率最高達(dá)80%，比未激發(fā)聲場時(shí)提高20%，為微量生物樣品的高效捕獲及癌癥液體活檢提供了可靠平臺。

實(shí)驗(yàn)框圖：

實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖：

實(shí)驗(yàn)過程：通過壓電片對微流控芯片內(nèi)氣泡施加聲場振動并利用熒光顯微技術(shù)監(jiān)測流體混合及cfDNA捕獲效果，分析顯示在最佳流速1μL/s下氣泡穩(wěn)定生成，混合效率與驅(qū)動電壓成正比，30V時(shí)混合時(shí)間從105s縮短至18s；在cfDNA捕獲中，激發(fā)聲場后捕獲率最高達(dá)80.39%，較未激發(fā)聲場提高約20%，且在不同樣品體積下捕獲率均提升7%-17%。結(jié)果證實(shí)聲場誘導(dǎo)氣泡振動有效增強(qiáng)芯片內(nèi)微流混合及cfDNA捕獲效率，為癌癥液體活檢中微量核酸的高效富集提供了可靠依據(jù)。

應(yīng)用場景：微流控芯片，聲流混合，cfDNA捕獲，氣泡誘導(dǎo)微流，癌癥液體活檢，循環(huán)游離DNA，聲學(xué)驅(qū)動，微流控平臺，核酸富集，高效捕獲，聲場振動，微混合器，生物傳感器，醫(yī)學(xué)診斷

產(chǎn)品推薦：ATA-2000系列高壓放大器

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇