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光遥控微流技术,实现病毒远程检测
2020.12.11

香港大学浙江科学技术研究院王立秋教授率领香港大学团队成功研发了新一代流体操控技术,利用光束远程遥控微液滴,用于病理测试。该技术大大减少了实验人员与感染性流体的直接接触,进一步降低了一线医护工作者在流行性传染病中的测试感染风险,也减少了样本在操作过程中被污染的可能性。

 

该技术由香港大学(港大)机械工程系博士生李威、博士后研究员唐欣和王立秋讲座教授共同研发,相关成果已发表于学术期刊《科学进展》(链接见文末)。研发成果将极具潜力的应用在病理诊断与医学研究、化学合成和药物研发等领域。


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王立秋教授、李威及唐欣博士展示他们的操控技术(由左及右)


在大流行病肆虐的今天,王教授解释道,传染性疾病的检测具有很高的风险性。例如,伊波拉病毒感染者的血液样本可轻易渗入皮肤并感染医务人员。在传统的检测过程中,医务人员需将患者的采样细胞破碎,然后过滤并提取病毒的遗传物质以进行确诊,此一系列操作都以液体作为媒介。与固体不同,液体会在各种表面留下大量的残留,这使得器皿和操作工具极易被传染性液体所污染,若废物处理不当,会产生更多的潜在传染源。

 

新型流体操控器由两层薄膜组成,厚度小于两毫米。上层为纳米结构表面,类似于自然界中的荷叶,所有类型的流体样本,包括血液,唾液,汗液,尿液,酒精,硅油等都被悬浮在纳米结构之上,在表面上轻易滚动,不会留下任何残留物。在纳米涂层之下,是创新的光敏材料层,在光照下会产生力场操纵流体的运动,可实现流体的移动,分裂、分配以及不同的液滴融合等。王教授介绍称。技术可操控的液滴大到1000微升,小到0.001微升(1纳升,相当于一只蚊子一次吸取血液量的1/5000),操控能力相较于现有技术的1微升,高1000倍。

 

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目前,经过再三优化,新型流体操控器的成本只有现有产品价格的大约百分之一,且便于携带,能满足偏远地区现场诊断的需求。

 

接下来,研究团队期望将新技术广泛应用于精细化工,药物研发、单细胞分析等不同领域。团队计划将操控器结合人工智能(AI)系统,打造全自动化的流体操控器,自动执行病理诊断和药物合成等任务。

 

相关链接:

《科学进展》:https://advances.sciencemag.org/content/6/38/eabc1693

港大新闻:https://hku.hk/press/news_detail_22151.html