5分鐘出結(jié)果！新技術(shù)最快可在五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)“核酸自測(cè)”
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】 從2019年到現(xiàn)在，新冠病毒已經(jīng)跟隨我們度過(guò)了3個(gè)春節(jié)，核酸檢測(cè)報(bào)告也成了居民日常生活中特別是春節(jié)期間人員流動(dòng)的第二張“身份證”。
社區(qū)防疫工作人員為居民采集核酸
2月8日，《自然生物醫(yī)學(xué)工程》期刊上刊載了復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系魏大程團(tuán)隊(duì)的文章《在未擴(kuò)增樣本中快速、超靈敏機(jī)電檢測(cè)離子、生物分子和新冠病毒RNA》。論文中透露，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型檢測(cè)方法和設(shè)備，能夠在5分鐘內(nèi)得到核酸檢測(cè)結(jié)果，并且在靈敏度、準(zhǔn)確性方面得到了相關(guān)驗(yàn)證。
逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR)是現(xiàn)今新冠病毒篩查的主要手段，它的檢測(cè)體系成熟，具有靈敏度高、檢測(cè)時(shí)間短、可定量等優(yōu)點(diǎn)，再加上技術(shù)不斷革新，大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用中檢測(cè)時(shí)間已經(jīng)被縮短為2~24小時(shí)，而現(xiàn)在這一時(shí)間又被新技術(shù)大大縮短了！
在利用qRT-PCR檢測(cè)時(shí)，擴(kuò)增是重要一環(huán)，由于樣本中核酸濃度與病毒載量較低，檢測(cè)人員需要對(duì)提取出的核酸樣本進(jìn)行預(yù)處理后再擴(kuò)增，以使樣本中的遺傳信息成指數(shù)增加，讓基因序列比對(duì)更加清晰，一般來(lái)說(shuō)擴(kuò)增時(shí)間為1-2個(gè)小時(shí)不等。
據(jù)了解，魏大程團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新技術(shù)省略了分子的擴(kuò)增環(huán)節(jié)，憑借著超高的靈敏度，設(shè)備能夠在0.1-4分鐘內(nèi)檢測(cè)到新冠病毒的RNA。新技術(shù)分子機(jī)電系統(tǒng)(MolEMS)是一種能夠精準(zhǔn)調(diào)控分子識(shí)別和信號(hào)轉(zhuǎn)化的微型裝置，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是它能夠?qū)⑿鹿诓《拘盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，當(dāng)轉(zhuǎn)化后的電信號(hào)被晶體管檢測(cè)到時(shí)，該核酸樣本就是陽(yáng)性。
在技術(shù)研發(fā)過(guò)程的過(guò)程中，通常是魚與熊掌不可兼得的，就好比技術(shù)的靈敏度和準(zhǔn)確性往往是相悖的。此前雅培制藥公司研發(fā)出的ID NOW檢測(cè)系統(tǒng)將核酸檢測(cè)時(shí)間縮短到了13分鐘，然而驗(yàn)證結(jié)果卻顯示，該系統(tǒng)的假陰性率高達(dá)48%，被認(rèn)為不可靠。
在此次新技術(shù)設(shè)備的測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，研究人員測(cè)試了81份核酸樣本(其中包括33個(gè)來(lái)自核酸檢測(cè)呈陽(yáng)性的新冠感染者的鼻咽拭子樣本、23個(gè)來(lái)自發(fā)燒但核酸檢測(cè)呈陰性的患者樣本，以及來(lái)自健康志愿者的25個(gè)樣本)，檢測(cè)到的最終結(jié)果與qRT-PCR檢測(cè)結(jié)果完全一致。
除靈敏度和準(zhǔn)確性得到驗(yàn)證外，相比于qRT-PCR測(cè)試時(shí)需要熟練的技術(shù)人員、特定的試驗(yàn)設(shè)備，新技術(shù)設(shè)備的檢測(cè)晶體管能夠利用半導(dǎo)體工藝，集成到便捷式系統(tǒng)之中，并可以研發(fā)成方便在機(jī)場(chǎng)、診所、辦公室等多種場(chǎng)景應(yīng)用的便捷式設(shè)備。
魏大程表示，該技術(shù)目前還處在理論驗(yàn)證的階段，但技術(shù)的落地實(shí)施是學(xué)術(shù)研究的意義所在，目前團(tuán)隊(duì)正在與一些單位和企業(yè)進(jìn)行合作交流，預(yù)計(jì)最快五年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。到那時(shí)，“核酸檢測(cè)”可能就變成“核酸自測(cè)”了。
(資訊來(lái)源：人民日?qǐng)?bào)、科技日?qǐng)?bào)、復(fù)旦大學(xué)融媒體中心)
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