部分醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備的小型化、便攜化，已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。杭州電子科技大學(xué)副教授王駿超團(tuán)隊(duì)在微流控研究領(lǐng)域的研究，有望打開醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備小型化芯片設(shè)計(jì)制造的“快捷之門”。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《芯片實(shí)驗(yàn)室》（Lab on a Chip），并被英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)中文官微頭條推介。

據(jù)悉，微流控芯片不同于一般集成電路芯片，后者通過硅、銅材質(zhì)的電路圖電壓運(yùn)行工作，而前者則通過樹脂、玻璃等聚合物里的液體（聚合物有惰性，不會(huì)和流經(jīng)液體發(fā)生反應(yīng)）壓力差運(yùn)行工作。

“微流控芯片做液體檢測(cè)，優(yōu)勢(shì)是液體樣本量變小了，反應(yīng)體芯片也很小，流體在微米級(jí)別大小會(huì)變得更可控。”王駿超告訴《中國科學(xué)報(bào)》，“流體到達(dá)微流控里的反應(yīng)區(qū)，經(jīng)過小型閥門的控制，發(fā)生生化反應(yīng)，傳感器件通過解碼液體里隱藏的信息，得到醫(yī)療檢測(cè)所要的結(jié)論，比如新冠核酸檢測(cè)、病毒感染檢測(cè)等等。”

事實(shí)上，微流控作為專業(yè)術(shù)語有些“生僻”，但其應(yīng)用對(duì)大眾來說并不陌生。王駿超以驗(yàn)孕棒為例介紹道：“驗(yàn)孕棒就是用了微流控原理。女性將極少量尿液放到驗(yàn)孕棒試紙上，試紙就是一款基于紙張的微流控芯片，尿液進(jìn)入微流控，通過生化反應(yīng)，通過判斷試紙出現(xiàn)單線或雙線解碼出女性是否已孕。”

此項(xiàng)研究最大的創(chuàng)新點(diǎn)在于，大幅提升了微流控芯片仿真速度。眾所周知，集成電路芯片生產(chǎn)出來，前面要經(jīng)歷軟件設(shè)計(jì)、代工、封測(cè)等環(huán)節(jié)。芯片設(shè)計(jì)需要的EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件設(shè)計(jì)工具，被認(rèn)為是中國集成電路產(chǎn)業(yè)“卡脖子中的卡脖子”。微流控芯片設(shè)計(jì)也需要EDA軟件設(shè)計(jì)工具，一般被稱為MEDA，而王駿超團(tuán)隊(duì)通過芯片結(jié)構(gòu)矩陣化，換句話說是“對(duì)芯片結(jié)構(gòu)拍照”，將流體力學(xué)問題轉(zhuǎn)化為“圖像識(shí)別問題”，相比傳統(tǒng)微流控芯片仿真設(shè)計(jì)速度，MEDA可以將速度提升51600倍，從而縮短微流控芯片設(shè)計(jì)時(shí)間，減少設(shè)計(jì)研發(fā)成本。

此外，論文還提出了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的技術(shù)來預(yù)測(cè)隨機(jī)微流控混合器的流體行為。

王駿超表示，隨著微流控應(yīng)用擴(kuò)大，用戶可以在家通過微型檢測(cè)設(shè)備DIY檢測(cè)唾液、汗液、尿液，而不用去醫(yī)院自己獲取身體健康信息，未來微流控芯片將得到廣泛應(yīng)用。

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