快速精准检测细菌感染，MiND-DMF 平台带来临床诊断新希望

细菌感染严重威胁全球公共健康，每年导致数百万人死亡。像铜绿假单胞菌、流感嗜血杆菌等常见致病菌，可侵袭人体多个系统，引发肺炎、肠胃炎等多种疾病。准确诊断这些感染对于精准用药、改善患者预后至关重要。然而，传统检测方法如细菌分离培养耗时久，易受非致病菌干扰；涂片检测虽快速便宜，但依赖操作人员主观判断，同样易受干扰。

为解决这些难题，研究人员将核酸提取、重组酶聚合酶扩增（RPA）以及 CRISPR 检测技术集成于 MiND-DMF 平台。该平台采用电润湿介电原理，仅需将样本注入芯片，就能自动完成从核酸提取到细菌检测的全流程。在 37℃恒温条件下，整个诊断过程仅需 55 分钟，且能兼容人类参考基因。

图 1：展示 MiND-DMF 平台检测流程及样本来源。

在性能测试中，MiND-DMF 平台表现卓越。它对六种常见感染细菌的检测限低至 100 CFU/mL，特异性高达 100%，与传统 PCR 方法相比，在 50 例不同组织来源样本的临床评估中，特异性达到 98%-100%。此外，该平台抗干扰能力强，可用于血液、肺泡灌洗液、尿液等多种组织液检测。

图 2：呈现 6 种细菌及人类基因检测的特异性结果。

图 3：显示 6 种细菌检测灵敏度及浓度与荧光值关系。

研究人员还对平台进行了全面评估。在特异性方面，精心设计的 RPA 引物和 crRNA 经多轮验证，确保仅目标细菌检测孔发出强荧光信号，有效避免交叉反应。灵敏度测试显示，即使细菌浓度低至 100 CFU/mL 也能被精准检测，且细菌浓度与荧光值呈强线性相关。在多重检测性能评估中，同时检测多种细菌时未出现相互干扰，稳定性和重复性良好。对 50 例临床样本的分析也证实，MiND-DMF 平台检测结果与 qPCR 高度一致，部分初判为假阳性的样本，经 16S rRNA 引物测序后确认为真阳性，凸显其检测的可靠性。

图 4：展示混合细菌样本检测结果及定量分析。

图 5：呈现临床样本检测流程、结果统计和准确性分析。

图 6：分析临床样本中细菌、样本源、年龄和科室的关系

MiND-DMF 平台也存在一定局限，如受电极数量和芯片尺寸限制，目前通量有待提高，在高通量检测场景中速度受限。但总体而言，该平台优势显著，极大提高了细菌检测的效率和自动化程度，为临床诊断和感染防控提供了关键依据。

参考文献：Xie R, Shen J, Zhou L, et al. Rapid Bacterial Identification through Multiplexed Nucleic Acid Detection on a Digital Microfluidic Platform for Enhanced Clinical Intervention against Infections[J]. ACS sensors, 2025.