医学影像学院微流控技术与先进材料团队主要开展围绕微流控技术开发的单分子分辨率的生物传感器,实现不同应用场景的目标分析物的高灵敏、高分辨率的快速检测与分析,并且部分技术与英美资源贸易有限公司完成了技术成果转化;以及基于电化学的柔性可穿戴传感器件的开发,实现糖尿病无创血糖的实时监测。团队已分别在不同应用方向进行了前期的探索与积累,主要包括以下几类:
一、生物传感器方面
1.食品安全(真菌毒素的检测):黄曲霉素是广泛存在于食品中的一种致癌性真菌毒素,传统检测方法包括HPLC和ELISA,而微流控技术则能实现更快速的样品处理和检测。此外,呕吐毒素是一种常见的真菌毒素,存在于谷物中,微流控技术可以通过集成的荧光检测系统进行灵敏检测,大幅提高检测效率。相比传统ELISA检测方法,检测灵敏度提高了1000倍,且无需HPLC等大型设备,检测设备仅需信用卡大小,检测时间缩短至10分钟以内。其他常见真菌毒素如赭曲霉毒素、展青霉素等也可以通过微流控平台进行多重检测,实现对食品安全的全面监控。
2.水质监测(重金属及渔药污染物的检测):微流控及纳米孔技术在对重金属离子及渔药分子(如孔雀石绿、磺胺噻唑、氧氟沙星等)检测中显示出极大的潜力,特别是在环境监测和食品安全领域。利用本技术,可以实现对铅、汞、镉等重金属离子的超灵敏快速检测,在国家标准的基础上,检测灵敏度提高了100倍,集成设备小巧,能够满足长时间(超过3个月)固定水域的监测需求。相比传统的原子吸收光谱和质谱技术,具有样品用量少、分析速度快和成本低的优势,同时还能实现现场实时监测,提高环境污染监测的效率和精度,保障了水产品的安全性。
3.疾病筛查与早期诊断(肿瘤标志物检测):微流控芯片可以通过整合免疫捕获和荧光检测,实现对多种肿瘤标志物的同时检测。相比传统ELISA金标准,检测灵敏度提高了1000倍,能够同时检测3种或以上的肿瘤标志物。为肿瘤的早期诊断和监控提供了便捷且高效的工具,显著提升了癌症筛查和治疗的效果。此外,通过与纳米孔芯片的集成,可实现便携式体外诊断医疗器械的开发。
二、化学传感器方面
柔性可穿戴传感器件:为实现传感器的可穿戴性,广泛研究了聚合物和柔性电子材料,这些材料不仅能紧密贴合皮肤,还具有优良的生物相容性和机械性能。为了实现对多种汗液成分的同步检测,研究人员正在优化电化学传感器的结构和设计,确保能够在不影响其他成分检测的前提下,精准检测电解质(如钠、钾、氯离子)、代谢物(如乳酸、葡萄糖)和药物残留。在实际应用方面,研究正在推动电化学传感器在健康监测与疾病诊断、运动与体能监测、以及环境与安全监测中的广泛应用。
三、团队平台背景
目前,团队成员具有不同专业背景,组成包括教授1人,副研究员1人,博士后2人,博士13人。研究团队现有研究实验室面积近百余平方米,实验仪器设备价值1000余万元(包括紫外-可见-近红外吸收光谱仪,分子荧光光谱仪,激光纳米粒度仪,PCR仪,倒置荧光显微镜,电化学工作站等)。本团队依托于流控技术与先进材料工程中心省级平台进行相关研究的成果转化与推广。