扩大流行病防范能力 科学家开发自动化病毒检测平台

　　【化工仪器网 项目成果】?近年来，SARS、寨卡病毒、H1N1和COVID-19等病毒出现的频率越来越高，特别是当前COVID-19席卷全球，传播速度之快、途径之广让全社会陷入了焦虑与恐慌之中，且随着城市化和全球化的进一步发展，未来几年新传染病爆发概率也持续增大。
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　　在传染病的预防方面，在全球范围内提高病毒诊断和监测检测能力，大规模人口筛查是遏制流行病、预防流行病、减轻发病时人力、经济代价的关键措施。
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　　荧光定量RT-PCR技术是目前检测病毒RNA的“金标准”，该方法主要将病毒的RNA逆转录为相对应脱氧核糖核酸(DNA)，在采用荧光定量PCR技术将得到的DNA扩增并检测，这一过程通常耗时1小时以上。
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　　随着全球防疫政策的逐步放宽，抗原检测成为居民健康管理的重要手段。抗原检测是基于抗原抗体反应基本原理，通过制备针对病毒特定抗原的抗体，在体外与采集的标本中的病毒蛋白结合形成免疫复合物，从而对标本进行检测判断，通常只需要15-20分钟，但灵敏度有所欠缺。
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　　与抗原检测相比，核酸扩增检测（NAAT）具有较高的灵敏度、特异性，发展潜力较大。但当前基于NAAT的自动化测试平台的灵活性仍有欠缺，这体现在NAAT平台的液体集成处理、分析和自动反馈流程等方面，此外，NAAT平台的设备也较笨重、昂贵，安装、维护的要求相对较高，因此NAAT多被局限于实验室环境之中。
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　　近日，来自加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究团队开发了一种基于NAAT的自动化检测平台，这是一个适应性强的可访问自动化平台，并且能够部署在分散的环境之中，高通量、高频率、低成本、战略性地分析样品。相关成果发表在《Nature》上。
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　　该平台没有使用资源密集型、功能有限型的机器人液体处理器，而是使用了一群毫米大小的磁铁作为代理机器人(“磁铁机器人”)，它可以精确稳健地处理磁化样品液滴，并在核酸扩增检测的基础上高保真地提供灵活的工作流程。
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　　该平台的流体设备、软件和硬件都被集成在一块手掌大小的印刷电路基板上，通过编程可在平台内提供以NAAT为中心的多功能自动化全部流程，如逆转录循环介导等温扩增、比色法光电检测等。
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　　此外，为了最大程度地提高筛选效率，研究人员制定了一种基于患病率的自适应检测算法，确定最佳测试模式，简化样本处理程序。与RT-PCR检测（“金标准”）的对比结果显示，该平台的检测灵敏度为98%，特异性为100%。
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　　该平台出色地完成了减少检测时间、增加检测通量的任务，同时该平台还使病毒检测试剂成本降低了10-300倍、将仪器成本降低了三个数量级，扩大了流行病的防范能力，是一个很有前途的解决方案。