随着 COVID-19 的继续传播,供应和实验室人员的瓶颈导致某些地区的结果等待时间过长。在一项新研究中,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员展示了快速 COVID-19 分子测试的原型和简单易用的便携式仪器,可在 30 分钟内用智能手机读取结果,这可以实现点无需将样本送到实验室即可进行护理诊断。
“如果有这样的设备和测试可用,我们可以在公共活动、礼堂、大型聚会上测试 COVID-19,甚至可能在家里进行自我测试。
结果可以发送回适当的公共卫生系统进行协调, ”生物工程教授兼伊利诺伊州格兰杰工程学院院长拉希德·巴希尔说。
Bashir 与电气和计算机工程教授 Brian Cunningham 以及机械科学与工程教授 Bill King 共同领导了这项研究。
SARS-CoV-2(导致 COVID-19 的病毒)的典型测试是从患者身上采集长鼻咽拭子样本,将拭子放入一种称为病毒转运介质的物质中,然后将其送到实验室进行多步骤过程提取、分离和繁殖病毒内部的病毒 RNA。
Cunningham 说,这种 RNA 增殖过程称为 RT-PCR,需要几个温度波动周期、专门的设备和训练有素的人员。
正如《美国国家科学院院刊》报道的那样,伊利诺伊州的团队使用了一种更简单的过程来分析病毒运输介质,称为 LAMP,它绕过了 RNA 提取和纯化步骤。
“LAMP 只需要一个温度——65 摄氏度——所以它更容易控制,”该研究的第一作者、研究生 Anurup Ganguli 说。“此外,LAMP 比 PCR 更有效,尤其是当测试样本中存在污染物时。我们可以简单地加热样本,打开病毒并检测特异性识别 SARS-CoV-2 的基因序列。”
研究人员将 LAMP 检测与 PCR 进行了比较,首先使用掺有病毒的合成鼻液,然后使用临床样本。他们发现结果与 PCR 结果一致,并记录了 LAMP 测试的敏感性和特异性。
然后,研究人员将 LAMP 检测整合到一个小型 3D 打印微流体墨盒上,该墨盒具有两个注射器输入槽:一个用于包含样本的病毒运输介质,一个用于 LAMP 化学品。一旦这两者被注入,它们就会在药筒内发生反应。
“我们使用现代、高速的增材制造技术来制造这些墨盒。整个过程可以快速扩展到数十万次测试,”金说。“生产规模扩大通常是微流体墨盒商业应用的最大障碍,我们可以使用这种新方法克服这个障碍。现代增材制造具有弹性和可扩展性,与传统制造技术相比,它可以非常迅速地扩大规模。 ”
该团队正在与总部位于芝加哥的技术公司 King 共同创立的 Fast Radius Inc. 合作制造微流体墨盒。
该试剂盒可以插入带有加热室的手持式便携式仪器中,在反应期间将试剂盒加热至 65 摄氏度,以及用于读取结果的智能手机支架。大约 30 分钟后,阳性结果会发出荧光。
Cunningham 说:“阅读器用蓝色 LED 发出的光照亮液体隔间,而手机的后置摄像头会记录正在生成的绿色荧光灯的电影。”
研究人员展示了带有额外临床样本的便携式设备,并发现结果与标准 PCR 实验室程序的结果相匹配。
Bashir 说,研究人员正在探索该测定是否适用于唾液样本,以消除对鼻咽拭子的需求,并在他们考虑下一步监管批准时收集更多患者数据。
DingXu (Suzhou) Microfluidics Technology Co., Ltd. is a high-tech enterprise dedicated to the field of microfluidics. We are committed to providing customers with comprehensive microfluidic solutions, including customized microfluidic chip development, surface modification, microfluidic chip processing equipment, and microfluidic instruments. Our team boasts extensive experience and technical expertise, continuously combining professional knowledge with innovative thinking to deliver high-quality solutions. We consistently prioritize customer-centric values, embrace self-challenges, and pursue excellence. Through professionalism, innovation, and collaboration, we aim to create greater value for our customers and contribute to a brighter future in the field of microfluidics.
© 2024. All Rights Reserved. 苏ICP备2022036544号-1