近日，中国农业科学院烟草研究所烟草病虫害绿色防控创新团队成功构建了一种基于指压微流控芯片的生物信号快速感知平台，实现了低丰度生物靶标的高灵敏、可视化和多重快速检测，相关研究成果发表在国际权威期刊《化学工程杂志（Chemical Engineering Journal）》（JCR TOP 5%，IF=13.2）。

植物生长代谢过程中产生的响应信号具有浓度低、变化快、易受环境干扰的特点，目前缺乏原位、实时和高灵敏信号读取的技术平台，制约了植物类脑机接口（Plant Brain-Computer Interface, Plant-BCI）研究的发展。研究团队将重组聚合酶扩增与CRISPR/Cas12a精准识别体系结合，设计了一种无需外部动力驱动的指压微流控芯片，该芯片具有独立的孵育室和反应室，降低了传统“一锅法”体系中的酶干扰与背景噪声。同时，构建了基于MXene纳米材料的功能化识别界面，通过适配体特异性识别靶标，触发预锁定DNA链释放，经重组聚合酶扩增和Cas12a反式切割后输出荧光信号，实现痕量生物信号的快速放大与可视化读取。结果表明，平台能在单芯片内实现多种靶标的同步高灵敏检测，并在复杂样品体系中保持良好的稳定性与抗干扰能力。指压微流控芯片采用压力驱动，无需外接蠕动泵及大型仪器，具有便携、低成本和现场即时检测等优势，为植物体内分子信号的原位读取提供了重要技术基础。

烟草所王英文为论文第一作者，杨金广研究员为论文通讯作者，该研究获得了中国烟草总公司重大科技项目和中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.176803

指压微流控芯片的制造和操作流程