近年来，由于高盐高脂的饮食习惯和亚健康生活方式，很容易导致高血压、糖尿病、冠心病和房颤等疾病的发生。房颤是最常见的持续心律失常现象，是指心肌失去了正常舒缩活动，代之以快速而不协调的微弱蠕动，致使心房失去了正常的有效收缩。患者的心房由于过快且无规律的收缩，导致血液不能完全泵出心房，因而在心房内淤滞导致血凝块的形成。如果没有适当的抗凝治疗，一旦这些血凝块脱落并流经脑部细长血管时，极易引起血栓栓塞性并发症，进而引发脑卒中，危及生命。因此在临床上，房颤病人需要进行长期的口服抗凝剂治疗。凝血酶原时间（PT）和活化部分凝血活酶时间（APTT）是血栓、房颤及植入术后患者接受长期抗凝治疗时需定期检测的重要参数。但现有检测设备几乎都依赖于检验科的大型全自动仪器，新型的POCT型仪器售价昂贵，核心技术基本也被国外公司垄断。
近日，苏州医工所周连群团队张威博士基于高灵敏压电薄膜传感技术设计并加工了一种高稳定性、可重复的Parylene-C材料修饰的QCM器件（P-QCM），搭建了部分活化凝血时间（APTT）快速检测系统，有效解决了房颤抗凝快速检测问题。P-QCM芯片的制备和器件形貌及电学特性表征结果表明，P-QCM可以稳定吸附凝血终产物纤维蛋白并提高传感器的灵敏度和稳定性。与光学标准仪器及临床检验科希森美康（SYSMEX CS2000i）设备比较，对多份临床样本进行比对检测，APTT时间检测结果变异系数CV值为1.24%，10个不同样本的P-QCM和希森美康仪器比对结果相关系数为0.983。以上结果表明 P-QCM具备成为小型化凝血传感器核心部件的优越性能，为进一步开发便携式心脑血管抗凝检测平台提供了关键技术。相关研究结果已发表在Biosensors and Bioelectronics, Volume 98, 2017, Pages 41-46 （影响因子7.78，SCI一区杂志）https://doi.org/10.1016/j.bios.2017.06.021。
本工作得到中国科学院、科技部、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省产业技术研究院的项目资助。
图1 Parylene-C表面处理前后芯片表征结果。表明经过适量的Parylene修饰后，芯片疏水性增强，压电性能更优越。（a）修饰前硅片表面和（b）Parylene修饰后接触角测试结果；（c）Parylene薄膜厚度电镜照片；（d）修饰前后芯片振动幅频信号表征。
图2 P-QCM芯片APTT检测结果。（a）QCM与P-QCM芯片重复性测试结果对比；（b）P-QCM同一样本3次APTT重复性测试结果；（c）P-QCM与标准光学仪器测试结果；（d）P-QCM与SYSMEX CS2000i仪器10个样本临床比对测试结果。
附件下载：
