基于声表面波分离的人血清中心肌肌钙蛋白I低噪声荧光检测方法在《Microsystems & Nanoengineering》上发表，题目为“Low- noise Fluorescent Detection of Cardiac Troponin I in Human Serum Based on Surface Acoustic Wave Separation”。博士生陈轩为第一作者，韦学勇教授和张传禹助理教授为通讯作者，西安交通大学第二附属医院检验科与第四军医大学雷迎峰教授团队为本研究提供了生物样本和技术支持。该工作得到了国家重点研发计划，陕西省微纳传感与测试技术创新团队计划等项目资助。

研究背景

作为急性心梗特异性最高的标志物，血液中心肌肌钙蛋白I（cTnI）浓度的升高已成为急性心梗诊断的主要指标，被认为是心梗诊断的“金标准”。健康人血液内不含或仅含极少量的cTnI，当患者心肌缺血发生坏死，细胞膜破损使得cTnI释放到血液中导致其浓度急剧升高。临床上通常先单独检查cTnI，以便及时诊断或排除心梗。因而，针对cTnI水平的准确、快速检测对于患者的生命健康意义重大。

由于cTnI在血清中的浓度极低，想要实现高特异性、高精度地对cTnI进行检测是一个不小的挑战。相较于电化学法、表面增强拉曼光谱法、场效应晶体管法等需要复杂检测设备或芯片的检测方法，荧光检测法具有操作简单，灵敏度高、适用性广等优点，在临床检测应用中具有巨大的前景。然而，受限于体液中尤其是血清中生物分子的强烈荧光干扰，荧光检测法往往很难取得极高的灵敏度。

研究内容

基于目前的研究瓶颈，陕西省微纳传感与测试技术创新团队提出了一种基于声表面波微流控芯片的cTnI快速荧光检测方法。该方法使用核酸适配体探针修饰的微球特异性地捕获血清中的cTnI后引起的荧光强度变化来检测其浓度，并通过声表面波分选技术有效地去除了生物样本背景噪声的干扰，实现对人体血清中cTnI水平的快速、精确检测。

本研究中采用的荧光检测探针为基于荧光共振能量转移效应的核酸适配体探针。该探针通过监测核酸适配体上的荧光染料与互补DNA上的纳米金之间的距离，导致的荧光信号的淬灭与恢复，实现对不同浓度cTnI的检测。然而，由于背景荧光的干扰，荧光检测探针很难在血清检测中获得很好的表现。因此，本研究引入了声表面波微流控芯片，有效去除待测样本的背景荧光信号。由于在持续行波声场作用下，声场内的粒子会受到声辐射力的作用，从而产生声场传播方向上的侧向位移。本研究中将荧光检测探针修饰在聚苯乙烯微球表面。当微球处于声场中时，其在微流道内流动路径发生明显偏转，从而与样本中较小的其他粒子分开，最终实现检测信号与背景噪声的有效分离，提高了荧光检测方法在血清中的检测能力。本研究提出的检测方法在PBS缓冲液中检测限可达44 pg/mL，在人体血清检测的检测限可达0.34 ng/mL，远低于心梗患者血清中的cTnI水平。