新型微流控技术让血型检测更快捷，3分钟内可获结果

新型微流控技术让血型检测更快捷，3分钟内可获结果

严重失血是全球面临的重要公共卫生问题之一。据统计，全球每年因创伤导致的死亡案例达440万例，占总死亡人数的8%。及时有效的血液输注是挽救病人的前提，而快速、准确的血型检测是输血治疗的关键。本文将带你探索血型检测技术的发展历程和最新进展。

血型知多少？

在发现血型之前，人类曾走过一段曲折的道路。最初，人们错误地认为所有红色血液都是一样的，甚至尝试过人与动物之间的血液互输。直到1900年，奥地利科学家卡尔·兰德斯坦纳（Karl Landsteiner）发现了血型反应的规律，提出了ABC血型系统，即现代ABO血型系统的前身。这一发现彻底改写了输血历史，并为他赢得了1930年的诺贝尔生理学或医学奖。

图1 血型反应原理

根据兰德斯坦纳的发现，研究者们依据红细胞表面携带的抗原进行血型分类。以最常见的ABO血型系统为例，当红细胞表面存在A抗原则为A型，存在B抗原则为B型，以此类推。

临床血型检测方法

目前，临床常用的血型检测技术包括玻片法、微孔板法、试管法和微柱凝胶法等。这些方法主要通过观察特异性抗原抗体反应后的红细胞凝集情况来判断血型。其中，玻片法操作简单快速，适用于初筛；试管法和微柱凝胶法则检测更灵敏、结果更可靠，但对操作人员的专业性要求较高。

随着生物技术的发展，研究者还开发了用于ABO血型的基因分型技术，如DNA测序、下一代测序、微阵列技术等。基因分型技术能够克服传统血清学方法的局限性，尤其适用于疑难血型的检测。然而，其耗时长、成本高的特点限制了在紧急输血场景下的应用。

新型血型检测技术

近年来，随着输血前检测技术的不断进步，新型的血型检测技术如微流控和纸基微流控等取得了显著进展，为快速检测提供了更多便捷选择。

基于传统微流控的血型检测技术

微流控技术是近年来的热门研究领域。通过微流控技术，可以实现少量血液样本的快速、高通量检测。这种技术能够精确控制血液流动，减少人工操作，避免污染。在血型检测中，通过观察红细胞在微流道内的凝集效应进行血液分型。然而，传统的微流控技术也面临一些挑战，如样本逆流和微流道堵塞等问题。

科学家们发现，通过施加额外的驱动力可以有效解决这些问题。例如，一种数字微流控液滴凝集评估检测方法通过电势操纵纳米至微米级液滴，显著提高了检测灵敏度。另一种基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的手指驱动型微流控智能血型测定仪则通过简单的手指驱动提供动力，有效防止了因凝集模式分析错误导致的错检。

基于纸基微流控的血型检测技术

纸基微流控技术因其生物可降解性、生物相容性好、低成本、易于制造等优势，在即时检测（POCT）领域展现出巨大潜力。纸的多孔结构能够自动过滤全血中的物质，实现红细胞与血浆的分离。通过在纸上储存抗体，可以进一步促进血液中红细胞的聚集，从而实现快速准确的血型检测。

目前，已开发出多种二维（2D）和三维（3D）纸基微流控装置（µPAD）应用于输血前血型检测。2007年，科学家首次提出了用于定量和多重分析的2D µPAD。通过光刻胶图案化的纸基创建样本通道和比色检测区，能够在没有动力设备的情况下实现流体操控。然而，2D µPAD在复杂流体操作上存在局限性。通过对纸基的弯曲、折叠等操作，可以实现2D到3D结构的转换，建立起不同纸基层之间的流道连接。

例如，一种用于比色检测血型的3D µPAD通过计算血液经过不同通道的层数来判断血型，可在2-3分钟内得出结果，具有价格低廉、携带方便、重现性好的优势，适用于户外场景下的血型检测。然而，在纸基上也存在弱凝集难以识别的问题。一种基于二维码的快速血型识别方法致力于解决这个问题，不仅能在30秒内同时识别ABO和Rh血型系统，还设计了颜色校正模型和算法，消除了扫描角度和环境光强度的潜在误差，为临床输血前血型的诊断提供了新的策略。

展望

在电视剧中，有时会看到父母直接给自己的孩子输血的情节。根据前面的科普知识，我们知道这种做法并不科学。无论是否是直系亲属，输血前都必须经过严格的输血前检测。随着科技进步，医疗技术的发展，对汗液、皮肤间质液等生物样本的深入研究，将为无创检测提供更多可能。