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《芯片實驗室》封麵
■本報記者 沈春蕾 通訊員 程振偉(wei)
部分醫療檢測設備的小型化、便攜化已成為(wei) 發展趨勢。杭州電子科技大學副教授王駿超團隊在微流控研究領域的研究，有望打開醫療檢測設備小型化芯片設計製造的“快捷之門”。相關(guan) 研究成果近日發表於(yu) 《芯片實驗室》，並被英國皇家化學學會(hui) 中文官微頭條推介。
據悉，微流控芯片不同於(yu) 一般集成電路芯片，後者通過矽、銅材質的電路圖電壓運行工作，而前者則通過樹脂、玻璃等聚合物裏的液體(ti) （聚合物有惰性，不會(hui) 和流經液體(ti) 發生反應）壓力差運行工作。
“微流控芯片做液體(ti) 檢測，優(you) 勢是液體(ti) 樣本量變小了，反應體(ti) 芯片也很小，流體(ti) 在微米級別大小會(hui) 變得更可控。”王駿超告訴《中國科學報》，“流體(ti) 到達微流控裏的反應區，經過小型閥門的控製，發生生化反應，傳(chuan) 感器件通過解碼液體(ti) 裏隱藏的信息，得到醫療檢測所要的結論，比如新冠核酸檢測、病毒感染檢測等等。”
事實上，微流控作為(wei) 專(zhuan) 業(ye) 術語有些“生僻”，但其應用對大眾(zhong) 來說並不陌生。王駿超以驗孕棒為(wei) 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，試紙就是一款基於(yu) 紙張的微流控芯片，尿液進入微流控，發生生化反應，判斷試紙出現單線或雙線解碼出女性是否已孕。”
此項研究最大的創新點在於(yu) ，大幅提升了微流控芯片仿真速度。眾(zhong) 所周知，集成電路芯片生產(chan) 要經曆軟件設計、代工、封測等環節。芯片設計需要的電子設計自動化（EDA）軟件設計工具，被認為(wei) 是中國集成電路產(chan) 業(ye) “卡脖子中的卡脖子技術”。微流控芯片設計也需要EDA軟件設計工具，一般被稱為(wei) MEDA。而王駿超團隊通過芯片結構矩陣化，即“對芯片結構拍照”，將流體(ti) 力學問題轉化為(wei) “圖像識別問題”。相比傳(chuan) 統微流控芯片仿真設計速度，MEDA可以將速度提升51600倍，從(cong) 而縮短微流控芯片設計時間，減少設計研發成本。
此外，論文還提出了基於(yu) 卷積神經網絡（CNN）的技術來預測隨機微流控混合器的流體(ti) 行為(wei) 。
王駿超表示，隨著微流控應用擴大，用戶可以在家通過微型檢測設備DIY檢測唾液、汗液、尿液，而不用去醫院獲取身體(ti) 健康信息。
相關(guan) 論文信息：
https://doi.org/10.1039/D0LC01158D
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