部分醫(yī)療檢測設(shè)備的小型化、便攜化，已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。杭州電子科技大學(xué)副教授王駿超團隊在微流控研究領(lǐng)域的研究，有望打開醫(yī)療檢測設(shè)備小型化芯片設(shè)計制造的“快捷之門”。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《芯片實驗室》（Lab on a Chip），并被英國皇家化學(xué)學(xué)會中文官微頭條推介。

據(jù)悉，微流控芯片不同于一般集成電路芯片，后者通過硅、銅材質(zhì)的電路圖電壓運行工作，而前者則通過樹脂、玻璃等聚合物里的液體（聚合物有惰性，不會和流經(jīng)液體發(fā)生反應(yīng)）壓力差運行工作。

“微流控芯片做液體檢測，優(yōu)勢是液體樣本量變小了，反應(yīng)體芯片也很小，流體在微米級別大小會變得更可控?！蓖躜E超告訴《中國科學(xué)報》，“流體到達(dá)微流控里的反應(yīng)區(qū)，經(jīng)過小型閥門的控制，發(fā)生生化反應(yīng)，傳感器件通過解碼液體里隱藏的信息，得到醫(yī)療檢測所要的結(jié)論，比如新冠核酸檢測、病毒感染檢測等等?！?/p>

事實上，微流控作為專業(yè)術(shù)語有些“生僻”，但其應(yīng)用對大眾來說并不陌生。王駿超以驗孕棒為例介紹道：“驗孕棒就是用了微流控原理。女性將極少量尿液放到驗孕棒試紙上，試紙就是一款基于紙張的微流控芯片，尿液進(jìn)入微流控，通過生化反應(yīng)，通過判斷試紙出現(xiàn)單線或雙線解碼出女性是否已孕。”

此項研究最大的創(chuàng)新點在于，大幅提升了微流控芯片仿真速度。眾所周知，集成電路芯片生產(chǎn)出來，前面要經(jīng)歷軟件設(shè)計、代工、封測等環(huán)節(jié)。芯片設(shè)計需要的EDA（電子設(shè)計自動化）軟件設(shè)計工具，被認(rèn)為是中國集成電路產(chǎn)業(yè)“卡脖子中的卡脖子”。微流控芯片設(shè)計也需要EDA軟件設(shè)計工具，一般被稱為MEDA，而王駿超團隊通過芯片結(jié)構(gòu)矩陣化，換句話說是“對芯片結(jié)構(gòu)拍照”，將流體力學(xué)問題轉(zhuǎn)化為“圖像識別問題”，相比傳統(tǒng)微流控芯片仿真設(shè)計速度，MEDA可以將速度提升51600倍，從而縮短微流控芯片設(shè)計時間，減少設(shè)計研發(fā)成本。

此外，論文還提出了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的技術(shù)來預(yù)測隨機微流控混合器的流體行為。

王駿超表示，隨著微流控應(yīng)用擴大，用戶可以在家通過微型檢測設(shè)備DIY檢測唾液、汗液、尿液，而不用去醫(yī)院自己獲取身體健康信息，未來微流控芯片將得到廣泛應(yīng)用。

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