新兴的开放式微液滴阵列用于多重生化传感 | NSR综述

《国家科学评论》近期报道了关于开放式液滴平台用于生化传感的工作。该综述主要阐述了四种代表性开放式液滴平台与其固定微液滴方式、制造材料、检测优势与局限性，并详细介绍多种信号采集技术(荧光、比色、SERS、电化学等)与开放通道系统耦合用于多种生物传感的最新进展，最后总结了开放通道液滴阵列在生物传感领域的局限性和发展前景。

近日，《国家科学评论》在线发表了深圳大学张学记教授、许太林教授关于开放式液滴平台在生物传感领域应用的综述论文。开放式液滴阵列以其小型化、平行化、高通量、简单性等优点，在生化分析、生物流体监测、生物标志物识别和细胞相互作用等领域受到广泛关注。这种平台不仅提高了生物传感器的灵敏度和精度，而且摆脱了复杂的设备和繁琐的过程，在下一代小型化传感平台中显示出巨大的潜力。

开放式液滴阵列具有良好的液滴锚定性能，便于后续的液滴操作和分析，提高痕量生物传感的效率和准确性。其主要优势在于：1）液滴中的反应体积小到微升或纳升；2）单个液滴可以对多个目标进行并行高通量分析；3）微滴可以实现加速生化反应；4）具有开放系统的小型化反应器易于净化，混合和放大，并允许与各种信号输出方法的通用组合。

开放式液滴阵列用于多样化生物传感。总结了四种具有代表性的开放通道液滴阵列(微腔室、超浸润平台、微柱平台与液体弹珠)用于荧光、电化学、SERS、比色、质谱和多种生物传感。

根据液滴与平台界面位置关系，可以将开放式液滴平台分为四种类型：液滴在界面之下，如微腔室平台；液滴平行于界面，如超浸润平台；液滴在界面之上，如微柱阵列平台；液滴在界面内部，如液体弹珠。每个平台都有其独特的策略来锚定液滴形成开放式阵列适用于不同的应用场景。

开放式液滴阵列具有减少样品和试剂消耗，提供原位分析的可能性，以及在微尺度上快速扩散而提高灵敏度等优点，在生物传感中得到了广泛的应用。本文详细介绍了开放式液滴与信号输出方法(荧光、电化学、SERS、比色、质谱等多种方法)相结合的传感应用并总结了各种方法的优势与局限问题。

随着需求的提升和技术的创新，开放式液滴阵列将应用于更多样化的平台和传感方法。然而，从基础研究到应用研究还面临着几个局限问题:微系统的不稳定性、智能信号输出、可控的蒸发和无接触液滴阵列。未来，开放通道液滴平台将以其稳定性、便携性和集成性等优势，在从渗出性体液分析到侵入性组织液/血液检测的综合生物传感领域得到广泛应用。