研究目的
开发一种具有集成荧光检测功能的可再生微流控珠基DNA检测系统，以提高灵敏度、降低成本并增强便携性。
研究成果
该研究成功展示了一种基于微流控磁珠的可再生DNA检测系统，集成了薄膜光电二极管。静电固定法实现了20 nM的检测限并具备快速检测能力，而共价固定法则可在无明显探针损失的情况下实现系统再生。集成式光电二极管提升了便携性，使该系统适用于生物医学、食品、环境分析及生物防御等现场检测应用场景。
研究不足
局限性包括静电固定化中非特异性吸附导致的背景变异、微通道条件（如磁珠填充）引起的检测间变异，以及为在不损失探针的情况下实现再生所需的共价固定化。这些因素可能影响系统的灵敏度和重现性。
1：实验设计与方法选择：
该研究设计了一种使用纳米多孔琼脂糖珠固定DNA的微流控装置，并集成了薄膜光电二极管用于荧光检测。方法包括DNA探针的静电和共价固定策略、通过软光刻技术制作微流控通道，以及采用氢化非晶硅制造光电二极管。
2：样本选择与数据来源：
样本包括来自StabVida的23 bp单链DNA（模拟微小RNA MIR145）和来自GE Healthcare的纳米多孔琼脂糖珠。数据通过荧光测量获取。
3：实验设备与材料清单：
设备包括海德堡DWLII直写光学光刻系统、氧等离子体处理系统（Harrick Plasma）、PDMS（Sylgard 184）、SU-8光刻胶（Microchem Corp），以及用于光电二极管的铝、氢化非晶硅（a-Si:H）、氧化铟锡（ITO）和氢化非晶碳化硅（a-SiC:H）等材料。
4：4）、SU-8光刻胶（Microchem Corp），以及用于光电二极管的铝、氢化非晶硅（a-Si:
4. 实验流程与操作步骤：流程包括将DNA固定在珠子上、利用负压将珠子装入微通道、制造带集成滤光片的光电二极管，以及使用NaOH进行杂交检测和再生循环。荧光通过显微镜和集成光电二极管测量。
5：实验流程与操作步骤：
5. 数据分析方法：数据分析包括采用3σ准则计算检测限（LoD）、特异性比率，以及比较互补与非互补DNA之间的荧光信号。
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Sylgard 184
184
Dow Corning
Silicone elastomer kit used to fabricate PDMS structures for microfluidic devices.
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Heidelberg DWLII
DWLII
Heidelberg
Used for direct write optical lithography in fabricating aluminum hard masks for microfluidic channels.
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SU-8
2015 and 50
Microchem Corp
Photoresist used to create the master mold for microfluidic channels, with different heights (20 μm and 100 μm).
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Oxygen plasma treatment system
Harrick Plasma
Used to seal PDMS structures against a PDMS slab for microfluidic device assembly.
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Q Sepharose Fast Flow beads
Fast Flow
GE Healthcare
Positively charged agarose beads used for electrostatic immobilization of DNA probes.
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NHS-Activated Sepharose 4 Fast Flow beads
4 Fast Flow
GE Healthcare
Beads used for covalent immobilization of amino-modified probe DNA.
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a-Si:H photodiode
p-i-n
Thin-film photodiode integrated into the device for fluorescence detection, with an a-SiC:H filter to cut excitation light.
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