细菌感染是威胁儿童健康的重要因素，尤其在血液、呼吸道、泌尿系统等多部位的侵袭性感染中，常常起病急、进展快，亟需快速、精准的病原体识别手段。然而，目前临床常规检测手段存在耗时长、灵敏度不足、操作复杂等问题，严重制约了感染性疾病的及时干预与治疗效果。
据麦姆斯咨询介绍，中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）生物医学与健康工程研究所（简称“医工所”）传感中心杨慧研究员团队联合深圳市儿童医院麻晓鹏团队合作在国际著名期刊ACS Sensors上发表了题为"Rapid Bacterial Identification through Multiplexed Nucleic Acid Detection on a Digital Microfluidic Platform for Enhanced Clinical Intervention against Infections" 的封面论文。研究团队开发了一种新型的数字微流控平台（MiND-DMF），能够快速、精准识别多种常见感染性细菌，显著提升了儿童感染性疾病的诊断效率和精准用药能力。
图1 文章封面和原型样机
在本研究中，团队系统梳理了感染性细菌快速检测领域的现有技术。传统细菌培养检测方法不仅周期长，而且易受背景菌干扰；即便是PCR等核酸检测方法，面对多重检测和不同样本类型时仍存在操作复杂、设备昂贵、环境要求高等瓶颈。
针对这一临床需求，研究团队提出并验证了将数字微流控（DMF）与RPA-CRISPR技术深度融合的创新方案，力求实现从多种复杂样本中高效提取细菌核酸并进行快速多重检测。
图2 MiND-DMF平台原理示意图
MiND-DMF平台通过高度集成的自动化设计（整体设备尺寸30 cm × 26 cm × 25 cm），只需将临床样本注入芯片，便可在简便恒温条件下，快速完成从核酸提取到多靶点检测的全过程，避免了传统检测中繁琐的样本处理步骤。平台融合了高效的核酸扩增与精准的CRISPR识别体系，具备出色的检测灵敏度与特异性，能够在血液、肺泡灌洗液、尿液、鼻腔分泌物、阑尾脓液、耳脓等多种临床来源样本中，快速准确识别致病菌，满足儿童感染样本种类复杂、检测要求高的实际应用需求。
图3 临床样本验证
在实际应用中，MiND-DMF平台完成了50例儿童临床样本的检测验证，与常规qPCR方法对比，整体灵敏度达100%，特异性达98%-100%。特别是在复杂体液样本中，仍保持了卓越的检测性能，有效支持临床快速筛查与精准用药决策，展现出在医院感染源追溯、抗生素合理使用等领域的广阔应用前景。
综上，本研究不仅填补了现有快速检测技术在多样化儿童临床样本应用上的技术空白，也为打造面向基层医疗和资源有限环境下的高效、普适的细菌感染检测工具提供了重要支撑，有望在未来广泛应用于儿童重症感染筛查、院感防控及公共卫生监测等多个场景。
中国科学院深圳先进技术研究院医工所传感中心杨慧研究员和深圳市儿童医院麻晓鹏院长为论文共同通讯作者，传感中心助理研究员沈杰男为论文第一作者。该研究成果得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、广东省重点领域研发计划等项目的资助。
