阿爾茨海默?。ˋD）是全球癡呆癥的主要原因，會導(dǎo)致記憶、認(rèn)知和日常生活技能嚴(yán)重惡化，并給患者及其家庭帶來沉重的心理和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
隨著全球老齡化，AD的發(fā)病率持續(xù)攀升。早期篩查可以幫助及時干預(yù)，延緩疾病進(jìn)展，改善患者的生存質(zhì)量，同時減輕社會醫(yī)療資源的壓力。傳統(tǒng)的AD檢測方法，如正電子發(fā)射計算機(jī)斷層掃描（PET）、磁共振成像（MRI）和計算機(jī)斷層掃描（CT）等，可提供高度敏感的結(jié)果，但成本高昂，需要專門人員進(jìn)行測試。腦脊液（CSF）測試可以識別生物標(biāo)志物，但具有侵入性且患者接受度低。相比之下，血液生物標(biāo)志物檢測是非侵入性的，簡單、低成本，使其適合早期篩查和大規(guī)模人群測試。因此，開發(fā)能夠快速、低成本、自動化的便攜式檢測平臺用于AD血液標(biāo)志物檢測具有重要意義。??
近年，微流控紙基分析器件（uPADs）憑借其低成本、易操作，以及通過自身毛細(xì)管效應(yīng)驅(qū)動流體流動的能力，已成為極具前景的即時檢測平臺。
據(jù)麥姆斯咨詢介紹，西交利物浦大學(xué)宋鵬飛副教授帶領(lǐng)研究團(tuán)隊采用旋轉(zhuǎn)閥輔助紙基免疫分析裝置（RAPID），能夠全自動、高效地檢測人工血漿中的AD生物標(biāo)志物（Aβ42）。
圖1 RAPID設(shè)計示意圖以及用于阿爾茨海默癥（AD）早期篩查方案和策略。（a）RAPID中紙質(zhì)微流控芯片布局的示意圖，該芯片集成了一個旋轉(zhuǎn)閥、一個入口、兩個試劑儲存區(qū)和一個測試區(qū)。（b）RAPID讀取器的爆炸示意圖，用于讀取、分析結(jié)果并與用戶互動。（c）基于RAPID的血漿中Aβ42濃度檢測步驟。（d）紙質(zhì)微流控芯片的照片及其結(jié)構(gòu)。（e）RAPID 中的智能物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)概念圖，用于在AD早期篩查場景實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療。
該工作介紹了一種用于早期篩查AD的旋轉(zhuǎn)閥輔助紙基免疫分析裝置（RAPID），其特點(diǎn)是高度集成的片上旋轉(zhuǎn)微閥，能夠全自動、高效地檢測人工血漿中的AD生物標(biāo)志物（Aβ42）。
圖2 RAPID器件優(yōu)化及分析性能評估
RAPID將所需的檢測試劑預(yù)先儲存在一個紙基微流控芯片（μPAD）上，通過一個閥門自動控制試劑運(yùn)輸。在加入檢測樣品后，預(yù)存儲的檢測試劑會按照設(shè)定好的酶聯(lián)免疫吸附檢測（ELISA）順序依次轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)。RAPID平臺通過微型伺服電機(jī)控制μPAD閥門的運(yùn)行，量化檢測結(jié)果并將其顯示在屏幕上，此外，還能夠?qū)?shù)據(jù)無線傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)上，實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療。為了校準(zhǔn)RAPID，該工作對人工血漿中的Aβ42進(jìn)行了夾心法ELISA，實現(xiàn)了低至9.6 pg/mL的檢測限（LOD），并提供了0.994的測定系數(shù)（COD），且單次檢測時間為30分鐘。
此外，該工作模擬了24份人工樣本，以定量檢測人工血漿樣本中Aβ42蛋白的濃度。結(jié)果表明，RAPID檢測平臺與傳統(tǒng)ELISA檢測結(jié)果具有良好的一致性。該工作提供的RAPID有望推動早期AD篩查的進(jìn)一步普及。
該研究成果以
“An integrated paper-based microfluidic platform for screening of
early-stage Alzheimer's disease by detecting Aβ42”為題，發(fā)表在英國皇家化學(xué)會期刊Lab on a Chip上，并入選為Hot Article。
https://doi.org/10.1039/D4LC00748D
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