来自北京理工大学和多伦多大学等团队的多名科研工作者在《Nano Letters》上发表了重要成果《Automated Electroosmotic Digital Optofluidics for Rapid and Label-Free Protein Detection》。
作为关键技术合作伙伴，追光生物参与数字微流控芯片设计与验证方案，协同DropletBot™数字微流控平台完成荧光示踪实验，并出现在致谢中。
团队开发电渗数字光流控（e-DOF）平台，通过超光谱干涉计算直接量化蛋白质结合的纳米级形变，结合电渗驱动分子自循环技术，将检测时间从传统ELISA的2-3小时缩短至15分钟，灵敏度达0.21 nM（超ELISA 50倍），临床样本准确率100%。
一、期刊介绍
《Nano Letters》是美国化学学会（ACS）旗下的顶尖期刊，以创新性、高影响力著称，聚焦纳米技术在生物医学等领域的前沿研究。2024年影响因子微9.6，JCR分区为Q1，中科院分区为材料科学1区，是纳米技术和生物医学工程领域的权威刊物。
二、研究亮点
1.无标记超灵敏检测
首创电渗数字光流控（e-DOF）技术，结合超光谱干涉计算，直接量化蛋白质结合引起的纳米级形变，无需酶标记，检测限低至0.21 nM（灵敏度超传统ELISA 50倍）。
图2.基于超光谱干涉检测方法的表征、条件优化和定量性能
a:环氧功能化晶片、探针抗体孵育后晶片和样品检测后的归一化光谱。插图为（i）阴性和（ii）阳性实验对应的原子力显微镜（AFM）图像。平均表面高度分别为1.037 ± 0.22 nm和6.070 ± 0.37 nm。b:通过椭偏仪和超光谱干涉仪测量的二氧化硅层厚度对比。比例尺为200纳米。c:不同浓度捕获探针蛋白溶液的计算相位增加和荧光强度对比。结果来自晶片上五个随机位置的测量。d:目标检测蛋白孵育15分钟、30分钟、1小时、2小时和3小时后的计算相位增加和荧光强度对比。结果来自晶片上五个随机位置的测量。e: 捕获芯片的灵敏度分析。结果来自晶片上五个随机位置的测量。f:芯片的相位增加在五次重复实验中进行了测量，平均值为6.56纳米，变异系数为7.18%。
通过电渗驱动分子自循环技术，加速微量样本（4 μL）中蛋白质与探针结合，将检测时间从传统ELISA的2-3小时缩短至15分钟，临床样本验证100%准确率。
a:液滴内电渗流诱导循环的示意图。b:在不同电压和驱动条件下，通过共聚焦荧光扫描仪拍摄的荧光显微镜图像，比例尺为300微米。c:单电极横截面的COMSOL二维模拟。d: 施加100伏特、10千赫兹电压诱导的电渗流对荧光微球的影响，比例尺为400微米。
融合数字微流控芯片与光学超算模块，实现样本分离-反应-清洗-检测全流程自动化，支持多指标并行检测（如甲肝/戊肝IgM），适用于床旁诊断（POCT）。
a:在e-DOF芯片上加载PBS溶液和0.21 nM检测蛋白后计算的相位增加。b:添加全血样本前后计算的相位增加。c: 使用与探针芯片集成的e-DOF芯片进行芯片上反应的示意图和照片：(i和v)液滴分离，(ii和vi)稀释和检测，(iii和vii)用PBST（含0.05% Tween 20的PBS）洗涤，(iv和viii)用去离子水洗涤。d: 使用带有HAV-IgM和HEV-IgM检测探针的芯片计算的相位增加。水平线表示从上一步获得的4.20 nm的相位增加，作为区分阴性和阳性结果的阈值。
该技术在疾病早筛、个性化医疗、临床诊断等方面展现出极大潜力，尤其适用于感染性疾病（如甲型肝炎、戊型肝炎）检测。相比传统ELISA，e-DOF技术极大减少了样本消耗和检测时间，为快速、灵敏、无标记的多重检测提供了新的解决方案。
追光生物作为致谢合作方，为研究提供技术支持与实验设备，助力实现了检测效率和灵敏度的飞跃。这一技术有望在疾病诊断、药物开发等领域广泛应用，尤其在快速检测和床旁诊断方面，为临床实践带来新的变革。
粤公网安备44030002004557号
