時常在全球爆發(fā)的各種傳染病對人類健康造成嚴(yán)重的傷害以及巨大的財產(chǎn)損失。那么，有沒有可能實現(xiàn)傳染病的及時診斷，從而在第一時間實現(xiàn)對病人有效的干預(yù)和治療，來挽救更多人的生命健康和阻斷傳染病的傳播呢？近日，美國德克薩斯大學(xué)埃爾帕索分校（University of Texas at El Paso， UTEP）的李秀軍（XiuJun Li）團(tuán)隊研發(fā)的可旋轉(zhuǎn) CD 生物芯片可有效用于細(xì)菌性腦膜炎等多種傳染病的低成本及時定量診斷。

作為許多欠發(fā)達(dá)國家和貧困地區(qū)的頭號殺手，傳染病一直是全世界醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。以細(xì)菌性腦膜炎為例，在癥狀出現(xiàn)后短短 24 小時之內(nèi)就能致命，而且在赤貧地區(qū)具有很高的發(fā)病率。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報道，每年大概有 100 萬細(xì)菌性腦膜炎感染病例，并導(dǎo)致 20 萬人死亡，其致死率在極度貧困的地區(qū)更加嚴(yán)重，比如非洲的“腦膜炎帶”?，F(xiàn)有的常規(guī)傳染病診斷方法各有缺陷，比如耗時長（細(xì)菌培養(yǎng)）、檢出率低（革蘭氏染色法）、操作復(fù)雜繁瑣（酶聯(lián)免疫吸附測定）、需要昂貴的儀器（聚合酶聯(lián)反應(yīng) qPCR）等，難以滿足對傳染病的及時有效診斷，尤其是在醫(yī)療和財政資源匱乏的低收入國家和地區(qū)難以實現(xiàn)其應(yīng)用。

 UTEP 的李秀軍團(tuán)隊開發(fā)的用于傳染病及時診斷的微流控生物芯片很好地彌補(bǔ)了上述缺憾。這種芯片只有硬幣大小，由低成本的紙片和聚合物材料制成，其復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可以結(jié)合多種材料的優(yōu)點(diǎn)。同時，該生物芯片結(jié)合 DNA 環(huán)介導(dǎo)等溫擴(kuò)增技術(shù)（Loop-mediated isothermal amplification， LAMP）和 DNA 功能化的氧化石墨烯納米傳感器，不僅可以實現(xiàn)高靈敏的疾病監(jiān)測，而且可以對病原體進(jìn)行快速的定量分析。該團(tuán)隊將納米傳感器與可旋轉(zhuǎn)的 CD 形狀的生物芯片結(jié)合，成功解決了 DNA 環(huán)介導(dǎo)等溫擴(kuò)增技術(shù)面臨的重大難題：多元定量 LAMP 分析 (multiplex quantitative LAMP， mqLAMP)。LAMP 近些年得到了廣泛的使用，但是在 mqLAMP 方面距離廣泛使用的 PCR 一直存在很大的差距，該科研成果對該領(lǐng)域以及 LAMP 的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用具有重大的意義。這種芯片可同時成功地檢測多種腦膜炎的致病菌，表現(xiàn)出很好的特異性。該生物芯片靈敏度很高，即使在只有幾個病原體存在的情況下也可以成功地檢測。另外，該團(tuán)體還發(fā)現(xiàn)紙片的多孔三維結(jié)構(gòu)能有效貯存和保護(hù)擴(kuò)增引物和生物傳感器，可以在長時間內(nèi)保持很高的檢測穩(wěn)定性和靈敏性。

李秀軍團(tuán)隊研發(fā)的這種生物芯片具有成本低（材料成本僅幾十美分）、對樣品及試劑消耗量極少、體積輕巧、診斷速度快、靈敏度高、可同時定量診斷多種病菌等特點(diǎn)。另外，通過設(shè)計、改變特異的擴(kuò)增引物和傳感器，該生物芯片能實現(xiàn)對除了細(xì)菌性腦膜炎以外其他不同傳染病的及時診斷，比如百日咳、埃博拉等?；谠撋镄酒膫魅静〖皶r診斷技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，對醫(yī)療設(shè)備和資源欠缺的發(fā)展中國家及貧困地區(qū)的意義尤為重大。目前，李秀軍團(tuán)隊正致力于此研發(fā)的商業(yè)化推廣階段。