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擴(kuò)大流行病防范能力 科學(xué)家開發(fā)自動化病毒檢測平臺
2022年12月20日 09:26:35 來源:化工儀器網(wǎng) 作者:吳吳吳 點擊量:5161

來自加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的研究團(tuán)隊開發(fā)了一種基于NAAT的自動化檢測平臺,這是一個適應(yīng)性強的可訪問自動化平臺,并且能夠部署在分散的環(huán)境之中,高通量、高頻率、低成本、戰(zhàn)略性地分析樣品。

  【化工儀器網(wǎng) 項目成果】 近年來,SARS、寨卡病毒、H1N1和COVID-19等病毒出現(xiàn)的頻率越來越高,特別是當(dāng)前COVID-19席卷全球,傳播速度之快、途徑之廣讓全社會陷入了焦慮與恐慌之中,且隨著城市化和全球化的進(jìn)一步發(fā)展,未來幾年新傳染病爆發(fā)概率也持續(xù)增大。
 
  在傳染病的預(yù)防方面,在全球范圍內(nèi)提高病毒診斷和監(jiān)測檢測能力,大規(guī)模人口篩查是遏制流行病、預(yù)防流行病、減輕發(fā)病時人力、經(jīng)濟(jì)代價的關(guān)鍵措施。
 
  熒光定量RT-PCR技術(shù)是目前檢測病毒RNA的“金標(biāo)準(zhǔn)”,該方法主要將病毒的RNA逆轉(zhuǎn)錄為相對應(yīng)脫氧核糖核酸(DNA),在采用熒光定量PCR技術(shù)將得到的DNA擴(kuò)增并檢測,這一過程通常耗時1小時以上。
 
  隨著全球防疫政策的逐步放寬,抗原檢測成為居民健康管理的重要手段。抗原檢測是基于抗原抗體反應(yīng)基本原理,通過制備針對病毒特定抗原的抗體,在體外與采集的標(biāo)本中的病毒蛋白結(jié)合形成免疫復(fù)合物,從而對標(biāo)本進(jìn)行檢測判斷,通常只需要15-20分鐘,但靈敏度有所欠缺。
 
  與抗原檢測相比,核酸擴(kuò)增檢測(NAAT)具有較高的靈敏度、特異性,發(fā)展?jié)摿^大。但當(dāng)前基于NAAT的自動化測試平臺的靈活性仍有欠缺,這體現(xiàn)在NAAT平臺的液體集成處理、分析和自動反饋流程等方面,此外,NAAT平臺的設(shè)備也較笨重、昂貴,安裝、維護(hù)的要求相對較高,因此NAAT多被限于實驗室環(huán)境之中。
 
  近日,來自加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的研究團(tuán)隊開發(fā)了一種基于NAAT的自動化檢測平臺,這是一個適應(yīng)性強的可訪問自動化平臺,并且能夠部署在分散的環(huán)境之中,高通量、高頻率、低成本、戰(zhàn)略性地分析樣品。相關(guān)成果發(fā)表在《Nature》上。
 
  該平臺沒有使用資源密集型、功能有限型的機(jī)器人液體處理器,而是使用了一群毫米大小的磁鐵作為代理機(jī)器人(“磁鐵機(jī)器人”),它可以精確穩(wěn)健地處理磁化樣品液滴,并在核酸擴(kuò)增檢測的基礎(chǔ)上高保真地提供靈活的工作流程。
 
  該平臺的流體設(shè)備、軟件和硬件都被集成在一塊手掌大小的印刷電路基板上,通過編程可在平臺內(nèi)提供以NAAT為中心的多功能自動化全部流程,如逆轉(zhuǎn)錄循環(huán)介導(dǎo)等溫擴(kuò)增、比色法光電檢測等。
 
  此外,為了最大程度地提高篩選效率,研究人員制定了一種基于患病率的自適應(yīng)檢測算法,確定最佳測試模式,簡化樣本處理程序。與RT-PCR檢測(“金標(biāo)準(zhǔn)”)的對比結(jié)果顯示,該平臺的檢測靈敏度為98%,特異性為100%。
 
  該平臺出色地完成了減少檢測時間、增加檢測通量的任務(wù),同時該平臺還使病毒檢測試劑成本降低了10-300倍、將儀器成本降低了三個數(shù)量級,擴(kuò)大了流行病的防范能力,是一個很有前途的解決方案。
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