有效的病原体富集和核酸分离对准确、灵敏地诊断传染病至关重要，尤其是对于病原体浓度水平较低的传染病。目前商用的核酸提取方法存在局限性，如基于离心柱和微球的提取方法步骤繁琐且处理样品量有限，而微流控芯片能够处理较大体积样品但病原体结合效率较低。因此，有必要进一步优化微流控芯片内部结构以提高病原体和核酸富集/分离。

近期，韩国汉阳大学的研究团队在《Nature Communications》期刊上发表了题为“Biporous silica nanostructure-induced nanovortex in microfluidics for nucleic acid enrichment, isolation, and PCR-free detection”的研究文章。该研究开发了一种嵌入双孔二氧化硅纳米膜（BSNF）的样品制备芯片，用于样品中病原体和核酸的高效富集和分离。

BSNFs芯片使用两层聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜和刻有微通道的双面胶带组装而成。PET膜上具有氨基修饰的大小孔二氧化硅纳米结构，可促进病原体和核酸的结合。通过计算模拟和粒子邻近性测试，双孔纳米结构显著增强了表面积和表面滑移流动，同时在每个纳米孔中诱导纳米涡旋，改善了病原体和核酸的富集/分离。临床样本与乙二酸二酰肼加载到BSNF芯片中被BSNF通过静电偶联和共价结合捕获病原体和核酸，随后将洗脱缓冲液引入微通道可获得浓缩样品。通过将BSNFs芯片整合到基于PCR的检测中，该芯片检测限（LOD）与使用柱分离相比降低了100倍。

BSNFs芯片的开发有效地提高了病原体和核酸在芯片内的结合效率，尤其对病原体处于低浓度水平的传染病检测发挥重要作用，将推进传染病快速和灵敏检测领域的发展。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-45467-w

注：此研究成果摘自《Nature Communications》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。