美國食品藥物管理局（US Food and Drug Administration; FDA）緊急授權加州Cepheid公司銷售一種快速篩檢導致新型冠狀肺炎（Covid-19）病毒SARS-CoV-2的新方法。Cepheid由Kurt Petersen、Allen Northrup和其他五個人于1996年創立，由于商業化基于微流體芯片的聚合酶鏈反應（PCR）分析設備，而在MEMS領域頗負盛名。但這并不是Cepheid第一次迅速響應這一類細菌或病毒等生物威脅。電池電路板小編還了解到，在2001年美國發生炭疽熱（anthrax）恐怖攻擊之后，Cepheid率先為美國郵政（U.S. Postal Service）提供了炭疽桿菌快篩能力，至今仍在使用中。

　　當今所有Covid-19檢測方案的核心都是實時反轉錄聚合酶鏈反應（RT-PCR）分析技術。簡單來說，實時RT-PCR利用熱循環擴增患者拭抹樣本中的DNA，然后透過熒光光學檢測來搜尋病毒的特定基因組。

這項測試首先需要了解病毒的基因組；中國科學家于2020年1月10日首次公開發表了SARS-CoV-全基因組測序的關鍵工作。在確定了該病毒的基因組后，以德國為主導的一支研究小組僅花了7天時間就發表了用于測試患者樣本的第一項方案，目前已由世界衛生組織（World Health OrganizaTIon；WHO）加以采用。現在還有其他可能更快速也更經濟的病毒檢測方法也在研究中，例如抗體檢測或CRISPR-Cas13測試等。

　　傳統的PCR設備需要數小時才能完成熱循環并取得結果。此外，由于患者拭抹樣本中潛在的病毒量較低以及擴增DNA的固有限制，傳統的PCR方法可能會導致大量假陰性反應。為了對抗傳染性疾病爆發，必須既快速又準確地在患者等待的幾分鐘內完成篩檢，以防止陽性患者被漏檢，而對于其他人造成不必要的風險。

　　MEMS技術為PCR帶來了兩項重要優點：縮減尺寸以及整合微流體。MEMS加熱器和反應室的熱質量很小，因此可顯著加快熱-冷循環，并在數分鐘內迅速得到結果。電路板廠發現，這種用于樣本和試劑處理的微流體整合實現了大規模應用的新技術，例如數字PCR （dPCR）。

　　數字PCR方法利用微流體信道將患者的樣本分成多個微孔數組或微滴乳狀液（稱為液滴數字PCR或ddPCR）等多個單獨的樣本。然后再將這些微量樣本進行平行PCR處理，使其聚合后產生樣本中目標分子總數。這種樣本的微觀平行處理顯著提高了檢測下限，從而提高了測試結果的準確性。

　　用于數字PCR的微流控室數組（來源：CombinaTI）

　　近來在湖北自然科學基金會（Hubei Natural Science FoundaTIon）贊助的一項研究（）中，證實了采用基于MEMS和微流體的PCR工具與技術來檢測SARS-CoV-2，比傳統的PCR方法更具優勢。在這項研究中，液滴數字PCR （ddPCR）和傳統PCR一并用于測試患者樣本。這項發表于今年3月6日的初步研究結果（尚待進一步的臨床試驗證實）顯示，ddPCR的SARS-CoV-2檢測閾值比傳統PCR閾值低500倍。這一結果意味著，在患者樣本中病毒載量可能較低的情況下，ddPCR比傳統PCR更有可能準確篩檢出陽性患者。

　　MEMS PCR芯片的開發始于1990年代初。美國勞倫斯利佛摩國家實驗室（Lawrence Livermore NaTIonal Laboratory；LLNL）由Allen Northrup領軍的研究小組于1993年發表了第一個基于硅的PCR芯片相關論文，該芯片后來也在1996年授權給Cepheid。過去幾十年來，有關如何使用MEMS材料和方法制造新穎PCR芯片，以及由硅、玻璃甚至塑料基材制成微型整體分析系統（uTAS）的研究一直在持續進行中。