感染是指病原体（如细菌、真菌、病毒等）侵入机体并繁殖的过程。感染可引发局部组织或全身炎症反应，导致多种急性临床症状；若未及时干预，可能会进展为严重的感染性疾病，甚至危及生命。炎症标志物与感染的发生发展及严重程度密切相关，其多指标联合检测可用于辅助感染诊断、鉴别感染类型、评估感染程度，并为治疗决策提供指导依据。然而，现有基于多通道微流控芯片的多指标检测技术普遍采用分通道独立流体控制策略，这种方式不仅极大地增加了流体控制系统的复杂性和操作难度，还降低了诊断效率，难以满足临床实践中对急性感染快速诊断的需求。

针对上述问题，中山大学生物医学工程学院周建华团队联合暨南大学附属广东省第二人民医院以及南方医科大学南方医院，提出了一种沿圆周平行排列多通道（Circularly-aligned parallel channels, CAPC）的微流控芯片，实现了对C反应蛋白（C-reactive protein, CRP）、降钙素原（Procalcitonin, PCT）、白细胞介素-6（Interleukin-6, IL-6）和血清淀粉样蛋白A（Serum amyloid A, SAA）四项炎症标志物的快速、同步检测。CAPC芯片可以通过单气源气压控制装置实现多通道内液体的同步往复流动控制，结合往复流动免疫结合策略，可以在5分钟内采用夹心式ELISA方法完成对CRP、PCT、IL-6、SAA的快速、同步检测，检测限（LOD）分别达到92.19 pg/mL、58.92 pg/mL、0.73 pg/mL、58.94 pg/mL。

图1. CAPC芯片的结构设计及多通道内液体同步往复流动性质。

CAPC芯片包含六个完全相同的通道，每个通道由两侧的圆柱形通孔通过扁平直通道连通组成。其中，各个通道的两个圆柱形通孔分别均匀地分布在两个半径相同的圆周上。当向CAPC芯片通道的内侧通孔施加正压时，通道内的液体就会在气压差的驱动下流向气压更小的外侧通孔；当向内侧通孔施加负压时，通道内的液体就会流回气压更小的内侧通孔。因此，通过交替向内侧通孔施加正压和负压，可以实现对通道内液体的往复流动控制。研究团队通过流体仿真、理论分析及实验验证，证明了单气源气压控制装置可以在CAPC芯片各通道的内侧通孔处产生一致的气压，从而使得各通道内液体可以进行同步的往复流动，且各通道内液体的流动行为和流动速度均表现出良好的一致性。

图2. 使用CAPC芯片对四项炎症标志物CRP、PCT、IL-6、SAA样本进行定性、定量检测，以及对模拟血清样本进行检测。

研究团队基于CAPC芯片开发了夹心式ELISA快速检测方法。样本溶液在CAPC芯片通道内的往复流动促进了溶液中抗原-酶标记抗体复合物与通道底面捕获抗体的充分接触，提升了免疫结合效率，从而使得检测过程可在5分钟内完成。检测结果表明，CAPC芯片能够准确地区分CRP、PCT、IL-6、SAA的阴/阳性样本，并提供可靠的定量结果。在4组模拟血清样本的检测中，使用CAPC芯片得到的检测浓度与各组样本中四项炎症标志物的实际加标浓度较为一致，表明CAPC芯片可提供准确的检测结果，并具有根据各标志物临界值辅助感染类型分类的潜力。在4例临床血清样本的检测中，CAPC芯片获得的定性检测结果与临床标准方法提供的定性检测结果一致，初步证实了其在实际应用中的可靠性。

总而言之，CAPC芯片具有开展同步、快速、多指标免疫检测的能力，有助于为门急诊部门感染筛查提供高效的即时检测解决方案。

这一成果近期发表在Lab on a Chip 上，文章的共同第一作者为中山大学的硕士研究生李涓华和肖紫涵，通讯作者为中山大学生物医学工程学院的周建华教授、暨南大学附属广东省第二人民医院的曹东林教授，以及南方医科大学南方医院的周翠萍博士。该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、广东省自然科学基金、深圳市科技计划、广州市科技项目的支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

A multi-channel chip enabled synchronized reciprocating-flow of fluid for rapid, simultaneous, multiplex detection of inflammatory markers

Juanhua Li,^‡ Zihan Xiao,^‡ Tianyu Wu, Yiren Liu, Wenyong Zhang, Cuiping Zhou,* Yanqiong Su, Hongrui Liang, Donglin Cao*, Jianhua Zhou*

Lab Chip, 2025, DOI: 10.1039/D5LC00132C