近期，光电学院仪器仪表工程专业硕士研究生沈金荣在庄松林院士团队导师郑继红教授指导下，以第一作者身份在国际一流的英国皇家化学学会期刊《芯片实验室》(Lab on a Chip，SCI 1区，IF=6.799）上，发表了快速核酸检测新方法的文章《液滴数字PCR微流控芯片大视场核酸浓度快速测量系统》(A rapid nucleic acid concentration measurement system with large field of view for a droplet digital PCR microfluidic chip)，文章实现了一种提升检测速度的大视场荧光检测系统。
新冠肺炎病毒是一种新型的高传染性冠状病毒，在全球范围内广泛传播，对人类健康造成了持续影响，阻止冠状病毒肆虐最有效的方法就是开发一套快速、精确的检测方法。我校研究团队在光学仪器应用与生物检测方面探索研究多年，针对新冠病毒核酸检测工作，建立第三代核酸检测技术数字PCR检测系统。数字PCR是一种高灵敏度、高精准度、高通量的绝对定量的核酸检测方法，主要是对待测样品进行混合和稀释，样品进样和自动划分，随后在反应腔室内进行PCR扩增，最后根据泊松分布原理对采集的芯片荧光图像进行分析，得出芯片中样本浓度。
数字PCR芯片（结构如图所示）上面分布着20000个体积为0.81nL微反应腔室阵列，每个微反应腔室的直径为100μm，两个反应腔室之间最小间距为60μm。为了完成对数字PCR芯片荧光图像的一次性采集，本系统设计一种大视场快速核酸浓度检测系统，主要由大靶面的CMOS相机、白激光+蓝色LED光源、自主设计大视场的精缩物镜、复眼照明系统和图像处理识别软件组成。相较于传统荧光拼接成像系统，可以快速完成对数字PCR芯片的一次性检测。
为了验证系统性能，通过对模拟新冠肺炎病毒DNA的检测，以1.0×105copies/μL为起始浓度，以10倍浓度梯度向下稀释，来评估系统对全浓度数字PCR芯片的绝对定量检测能力，并且通过与已或二类医疗器械许可证的检测设备进行对比分析发现，系统具有更快的检测速度和相同的检测准确率，这种快速且准确的检测方法有望加速数字PCR检测的快速发展和广泛应用。
系统结构实物图和三通道检测结果图
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原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/lc/d1lc00532d
供稿：光电学院
