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擴(kuò)大流行病防范能力 科學(xué)家開發(fā)自動(dòng)化病毒檢測平臺(tái)
2022年12月20日 09:26:35
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：吳吳吳 點(diǎn)擊量：5162
來自加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于NAAT的自動(dòng)化檢測平臺(tái)，這是一個(gè)適應(yīng)性強(qiáng)的可訪問自動(dòng)化平臺(tái)，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(xiàng)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(huì)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(shí)人力、經(jīng)濟(jì)代價(jià)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(duì)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(shí)1小時(shí)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(duì)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(duì)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(dòng)化測試平臺(tái)的靈活性仍有欠缺，這體現(xiàn)在NAAT平臺(tái)的液體集成處理、分析和自動(dòng)反饋流程等方面，此外，NAAT平臺(tái)的設(shè)備也較笨重、昂貴，安裝、維護(hù)的要求相對(duì)較高，因此NAAT多被局限于實(shí)驗(yàn)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(duì)開發(fā)了一種基于NAAT的自動(dòng)化檢測平臺(tái)，這是一個(gè)適應(yīng)性強(qiáng)的可訪問自動(dòng)化平臺(tái)，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(tái)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(tái)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(tái)內(nèi)提供以NAAT為中心的多功能自動(dòng)化全部流程，如逆轉(zhuǎn)錄循環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(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(duì)比結(jié)果顯示，該平臺(tái)的檢測靈敏度為98%，特異性為100%。
該平臺(tái)出色地完成了減少檢測時(shí)間、增加檢測通量的任務(wù)，同時(shí)該平臺(tái)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(gè)數(shù)量級(jí)，擴(kuò)大了流行病的防范能力，是一個(gè)很有前途的解決方案。
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