擴大流行病防范能力 科學家開發自動化病毒檢測平臺
【化工儀器網 項目成果】 近年來，SARS、寨卡病毒、H1N1和COVID-19等病毒出現的頻率越來越高，特別是當前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一步發展，未來幾年新傳染病爆發概率也持續增大。
在傳染病的預防方面，在全球范圍內提高病毒診斷和監測檢測能力，大規模人口篩查是遏制流行病、預防流行病、減輕發病時人力、經濟代價的關鍵措施。
熒光定量RT-PCR技術是目前檢測病毒RNA的“金標準”，該方法主要將病毒的RNA逆轉錄為相對應脫氧核糖核酸(DNA)，在采用熒光定量PCR技術將得到的DNA擴增并檢測，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，在體外與采集的標本中的病毒蛋白結合形成免疫復合物，從而對標本進行檢測判斷，通常只需要15-20分鐘，但靈敏度有所欠缺。
與抗原檢測相比，核酸擴增檢測（NAAT）具有較高的靈敏度、特異性，發展潛力較大。但當前基于NAAT的自動化測試平臺的靈活性仍有欠缺，這體現在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平臺的設備也較笨重、昂貴，安裝、維護的要求相對較高，因此NAAT多被局限于實驗室環境之中。
近日，來自加州大學洛杉磯分校（UCLA）的研究團隊開發了一種基于NAAT的自動化檢測平臺，這是一個適應性強的可訪問自動化平臺，并且能夠部署在分散的環境之中，高通量、高頻率、低成本、戰略性地分析樣品。相關成果發表在《Nature》上。
該平臺沒有使用資源密集型、功能有限型的機器人液體處理器，而是使用了一群毫米大小的磁鐵作為代理機器人(“磁鐵機器人”)，它可以精確穩健地處理磁化樣品液滴，并在核酸擴增檢測的基礎上高保真地提供靈活的工作流程。
該平臺的流體設備、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提供以NAAT為中心的多功能自動化全部流程，如逆轉錄循環介導等溫擴增、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（“金標準”）的對比結果顯示，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，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量級，擴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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