综述：SlipChip微流控器件上的数字生物检测技术

这篇综述系统阐述了SlipChip微流控技术在数字生物检测（digital bioassays）中的创新应用，涵盖数字核酸分析（dPCR/LAMP/RPA）、数字蛋白检测（Simoa）及单细胞分析等领域。通过"滑动即检测"（slip and detect）的简易操作，该技术实现了无泵（pump-free）微流控、多体积分区（multivolume partitioning）和实时监测，为精准医疗（precision medicine）和传染病诊断提供了低成本、高灵敏的解决方案。

　　

SlipChip微流控器件的设计原理

SlipChip通过两片刻有微结构的基板相对滑动实现流体操控，其核心设计包括连接位（loading position）和隔离位（isolation position）。三种主流架构各具特色：原始数字SlipChip通过剪切力生成纳升级液滴；自分配式SlipChip（sp-SlipChip）利用毛细作用实现液滴自动分区；液滴阵列SlipChip（da-SlipChip）则能产生飞升级高通量液滴（21696个/芯片），密度提升1000倍。器件可采用玻璃蚀刻、3D打印或注塑成型，满足从实验室原型到规模化生产的需求。

数字核酸分析的突破性应用

在核酸定量领域，SlipChip通过三种策略拓展检测动态范围：多体积分区（1nL-125nL组合）实现5.2×10²-4.0×10⁶ molecules/mL的宽范围检测；八步连续稀释芯片可将检测上限提升至1.0×10⁸ copies/μL；数字-模拟联用方案使定量范围跨越7个数量级。其创新性还体现在：

• 多重检测：通过物理分隔或熔解曲线分析（digital MCA）同时检测HPV-16/18或五种呼吸道病毒
• 多步反应：平行液滴操控实现逆转录-环介导等温扩增（RT-LAMP）联用，或CRISPR/Cas12与LAMP的时序整合
• 实时监测：飞升级液滴阵列支持数字PCR动力学研究，揭示扩增效率异质性

单分子蛋白检测的创新实践

基于磁珠的数字化免疫检测（bb-SlipChip）通过两步加载策略解决底物背景干扰：先将抗体修饰磁珠封装入飞升微孔（68fL），再滑动引入荧光底物，使IL-6检测限达5.2 fg/mL。布朗运动捕获技术（Brownian trapping with drift）则利用流道内指数衰减的分子捕获梯度，实现4×10⁷倍的超宽动态范围，为卵巢癌标志物SPON1的早期筛查提供新工具。

单细胞与噬菌体研究平台

SlipChip的定位追踪特性使其成为单细胞研究的利器：

• 细菌培养：通过液滴分裂获得表型相同的克隆副本，结合PCR实现复杂样本中目标菌株定向分离
• 代谢分析：整合表面增强拉曼光谱（SERS）检测衰老相关代谢标志物
• 噬菌体定量：3nL微滴中培养宿主菌-噬菌体复合物，3小时即可完成感染性噬菌体计数，精度超越传统双层平板法

技术挑战与未来展望

当前SlipChip面临毫米级精准对位、批量生产一致性等挑战。通过开发自动加载模块、集成核酸提取功能（如硅藻土纯化柱），有望构建"样本进-结果出"的一体化诊断系统。随着材料工艺优化和微流控逻辑的持续创新，这项兼具"简易性、低成本、仪器无关性"的技术将在个性化医疗和现场检测中展现更大潜力。