蘇州醫工所在房顫抗凝快速檢測PQCM方面取得進展

　　近年來，由于高鹽高脂的飲食習慣和亞健康生活方式，很容易導致高血壓、糖尿病、冠心病和房顫等疾病的發生。房顫是最常見的持續心律失常現象，是指心肌失去了正常舒縮活動，代之以快速而不協調的微弱蠕動，致使心房失去了正常的有效收縮。患者的心房由于過快且無規律的收縮，導致血液不能完全泵出心房，因而在心房內淤滯導致血凝塊的形成。如果沒有適當的抗凝治療，一旦這些血凝塊脫落并流經腦部細長血管時，極易引起血栓栓塞性并發癥，進而引發腦卒中，危及生命。因此在臨床上，房顫病人需要進行長期的口服抗凝劑治療。凝血酶原時間（PT）和活化部分凝血活酶時間（APTT）是血栓、房顫及植入術后患者接受長期抗凝治療時需定期檢測的重要參數。但現有檢測設備幾乎都依賴于檢驗科的大型全自動儀器，新型的POCT型儀器售價昂貴，核心技術基本也被國外公司壟斷。

圖1 Parylene-C表面處理前后芯片表征結果。表明經過適量的Parylene修飾后，芯片疏水性增強，壓電性能更優越。（a）修飾前硅片表面和（b）Parylene修飾后接觸角測試結果；（c）Parylene薄膜厚度電鏡照片；（d）修飾前后芯片振動幅頻信號表征。

　　近日，蘇州醫工所周連群團隊張威博士基于高靈敏壓電薄膜傳感技術設計并加工了一種高穩定性、可重復的Parylene-C材料修飾的QCM器件（P-QCM），搭建了部分活化凝血時間（APTT）快速檢測系統，有效解決了房顫抗凝快速檢測問題。P-QCM芯片的制備和器件形貌及電學特性表征結果表明，P-QCM可以穩定吸附凝血終產物纖維蛋白并提高傳感器的靈敏度和穩定性。與光學標準儀器及臨床檢驗科希森美康（SYSMEX CS2000i）設備比較，對多份臨床樣本進行比對檢測，APTT時間檢測結果變異系數CV值為1.24%，10個不同樣本的P-QCM和希森美康儀器比對結果相關系數為0.983。以上結果表明 P-QCM具備成為小型化凝血傳感器核心部件的優越性能，為進一步開發便攜式心腦血管抗凝檢測平臺提供了關鍵技術。相關研究結果已發表在Biosensors and Bioelectronics, Volume 98, 2017, Pages 41-46 （影響因子7.78，SCI一區雜志）。

　　本工作得到中國科學院、科技部、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、江蘇省產業技術研究院的項目資助。

圖2 P-QCM芯片APTT檢測結果。（a）QCM與P-QCM芯片重復性測試結果對比；（b）P-QCM同一樣本3次APTT重復性測試結果；（c）P-QCM與標準光學儀器測試結果；（d）P-QCM與SYSMEX CS2000i儀器10個樣本臨床比對測試結果。