马汉彬、梅茜研究员团队联合广东省疾病预防控制中心尉超博士提出了一种结合有源矩阵数字微流控(AM-DMF)和重组酶聚合酶扩增（RPA）技术的新型核酸绝对定量方法，构建出“AM-DMF-ddRPA”一体化平台，实现了60分钟内完成从核酸提取、数字扩增、荧光检测到统计分析的全自动化流程。相关研究成果以题为“AM-DMF-ddRPA: An All-in-One Digital Microfluidic Platform for Rapid and Automatic Digital Nucleic Acid Analysis”的文章，已在线发表于国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition。

传染病防控始终是全球公共卫生领域的重大挑战。由于病毒感染性疾病临床表现多样、传播途径复杂，因此发展准确、灵敏的病毒检测技术对于疫情防控和患者治疗至关重要。然而，目前主流的数字核酸绝对定量方法（如数字PCR、数字RPA）普遍存在操作繁琐、人工依赖度高、耗时长等问题，难以满足应对传染病快速变化的现实需求。

为解决上述难题，苏州医工所研究团队创新性地提出了一种基于有源矩阵数字微流控的微滴等温扩增方法（AM-DMF-ddRPA），如图1所示。本研究的核心工作主要包括以下三方面：首先，团队成功研制了集成129,600个电极的有源矩阵数字微流控芯片，通过电子集成电路技术，仅需40根连接线即可驱动芯片，大幅提升了系统的稳定性和运行效率；其次，针对AM-DMF平台开发了基于启发式算法的人工智能（AI）路径规划系统，可高效调控液滴移动和混合，实现了高通量液滴（4608液滴，单滴体积0.9 nL）的精确导航，保障反应过程的准确性和一致性；最后，针对甲型流感病毒（IAV）和乙型流感病毒（IBV），团队构建双靶标RPA检测体系，通过系统探索反应条件，实现了对IAV和IBV的高灵敏度检测，检测限低至1.69个拷贝/反应，并在检测结果上与qPCR方法达成100%一致性。

实验结果表明，AM-DMF-ddRPA方法在38例IAV和IBV临床样本检测中表现出卓越的性能，与qPCR方法检测结果一致，且在低浓度样本中展现出良好的线性响应和检测灵敏度，如图2所示。此外，研究团队还利用该平台对呼吸道合胞病毒等5种RNA病毒进行了特异性检测，进一步验证了其在多种病原体识别中的高特异性和准确性。本项研究为传染病的快速、精准诊断提供了一种全新的技术方案，具备高度自动化、快速检测与超高灵敏度等优势，具有广阔的应用前景，尤其适用于偏远地区及基层医疗卫生机构，有望成为未来核酸检测领域的有力工具。

中国科学技术大学博士研究生季家建为本论文的第一作者，中国科学技术大学/苏州医工所马汉彬、梅茜研究员以及广东省疾病预防控制中心尉超博士为本论文的通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省双创团队以及苏州市基础研究试点等项目的资助。

AM-DMF-ddRPA: an All-in-One Digital Microfluidic Platform for Rapid and Automatic Digital Nucleic Acid Analysis

Jiajian Ji, Xinpei Pang, Chunyu Chang, Dongping Wang, Siyi Hu, Zhixin Fang, Chao Yu, Qian Mei, Hanbin Ma

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202501913