基于刷新传感自主研发电化学生物传感器系统

刷新传感数字微流控电化学检测平台基于介电润湿（electro-wetting on dielectric，EWOD）原理与多项自研核心技术研制，在单芯片上实现了“样本处理+检测分析”全流程的闭环，满足“样本进，结果出”自动化检测需求。该平台集成高精度电化学检测模块，具有高灵敏度、高精度、小体积、低成本等特点，在核酸检测、分子POCT、化学合成和微生物培养等领域提供“从样本处理到检测分析”的自动化全流程解决方案。

1、电化学生物传感技术

基于刷新传感自主研发电化学生物传感器系统BIOSYS研制，通过调整检测电极上修饰的分子识别方案（捕获探针）就可以实现对不同生物标识物的杂交检测。该技术具有检测灵敏度高、耗时短、成本低、操作简便等优势，大大降低了检测所需的人力物力成本。

杂交检测+信号转化流程示意图

2、数字微流控系统

利用介电润湿（EWOD）原理，数字微流控可以实现对液滴的搬运、分离、混合等精准操作，从而完成对被测生物样本的预处理过程。通常样本以液滴形式存在于双层夹板结构的芯片之中，采用编程控制电压改变固液界面表面张力使液滴形变，从而驱动液滴按预设好的路径和方法移动、分离、混合。该技术可以驱动各种水相样本试剂（如：裂解液、洗脱液、蛋白酶、杂交液等）运行于不同功能区间。根据不同的试剂体系，结合磁控、温控等控制模块，可以在单芯片上实现核酸的裂解、提取、清洗、洗脱、扩增、杂交、检测等分析操作。

系统外观展示图

目前刷新传感采用印刷电路板PCB（Printed Circuit Board）等工艺制备相关芯片，工艺简单、成本可控、集成度高，提供配套的集成方案，满足科学研究、工程实验、产品落地等场景的需求。

图源illumina

3、刷新传感数字微流控系统

电化学检测平台

平台集成了数字微流控与电化学检测技术，为生物试剂公司、科研院所、第三方检测实验室提供分子检测一站式解决方案。该平台采用电化学探针对目标DNA片段进行特异性捕获，产生的电信号由电化学模块进行采集和处理。该方案具备高灵敏度，特异性好和响应迅速的特点；区别于荧光检测方法，电化学法不需要复杂的光学组件，大大提升了系统集成度，减小了系统体积，降低了产品成本和使用成本；由于PCB芯片工艺成熟，可以真正实现Lab in PCB。可应用于科学研究实验室、医院检测、军事防化、防疫检测、社区检测等诸多场景。  

另外，本平台产品具备量产成本优势。由于数字微流控系统需求的样品和试剂量少，分析体积为微升至纳升级别，大大减少了试剂消耗量。其次，该系统不需要复杂昂贵的光学组件、微泵微阀组件等，系统简单。再者，刷新传感设计的PCB工艺芯片相比其它工艺（如TFT工艺），材料和工艺成本低、集成组装特性优良，同时介质强度更稳定，进一步降低了成本。

液滴控制系统与芯片

此外，该系统支持多靶点分型检测、多通道并行检测；支持恒温扩增，变温扩增等试剂方案；通过精准控制小体积液滴可加速混匀，提高试剂混合保真度。内置高精度温控模块，结合微流控技术，可实现快速扩增。 为了方便使用，刷新传感开发了“傻瓜式”程序化控制平台，操作简易，仅需加样然后通过软件程序操控即可在短时间内得到需要的结果，大大降低对工作人员的技术性要求，减少了人力资源消耗及降低专业依赖性，同时提高检测稳定性。该系统集成度高，将所有需要人工操作的步骤密封于芯片上自动完成，有效降低了样本污染的可能性，避免有毒有害物质和传染性物质对外界的直接接触，避免气溶胶交叉污染，减少环境污染。 平台具备易集成、易扩展、易兼容、易转化等优势。不局限于微泵、微阀等复杂组件，仅需基本的流道与电极控制即可达到理想的路径设计和液滴控制要求。平台系统可以根据不同试剂需求定制功能模块，包括：芯片结构、芯片阵列、温控模块、磁控模块、电化学检测电极、内置式电化学传感器、进液机构、储液机构等。可自定义编程设定液滴路径来模拟实验流程，使用范围广，覆盖体外诊断、微生物检测、疾病筛查、传染病防控、基因检测、化学合成等诸多领域。      

编辑：黄飞