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复旦大学团队开发出新型超高灵敏度新冠检测设备

  当新冠病毒感染人体后,首先会在呼吸系统中进行繁殖。因此,通过聚合酶链式反应(PCR)检测采集自个体口咽或鼻咽拭子中的病毒核酸可以判断其是否感染了病毒。

  众所周知,核酸检测是目前世界上检测新冠病毒的标准方法,但结果返回通常需要至少几个小时。由于具有高度传染性的新冠变异毒株导致病例呈指数级激增,一些国家在面对大规模核酸检测需求时压力骤增。因此,各国科学家们一直在努力开发新的检测方法以试图缩短这一过程所需的时间。

  此前,雅培制药公司开发的ID NOW检测系统可以在13分钟内给出病毒检测结果,但它的假阴性率已经达到了48%,因此被认为检测结果不可靠。近日,我国科学家可能已经找到了一个替代方案。


  发表在生物工程领域顶刊《Nature Biomedical Engineering》(IF=25.671)上的一项新研究中,来自复旦大学刘云圻、魏大程和朱召芹领导的研究团队开发出一种基于微机电系统的超灵敏生物传感器,并将这种传感器集成在一个便携式设备中。通过微电子技术分析拭子中的遗传物质可以在不到4分钟的时间内检测到病毒的RNA。

  研究团队表示,这种新方法不但检测速度快、具有超高的灵敏度,而且还操作简单,便于携带。因此,它可以应用在任何地方。

  在测试新设备的实验中,研究人员测试了33个来自核酸检测呈阳性的新冠感染者的鼻咽拭子样本、23个来自发烧但核酸检测呈阴性的患者样本,以及来自健康志愿者的25个样本。所有临床样本均经过加热过程释放核酸,然后直接进行检测,无需核酸提取或扩增。

  结果显示,新设备在约0.1-4分钟内检测到新冠病毒,与qRT-PCR检测结果完全一致。不但没有假阴性结果,而且还比传统核酸检测的速度快得多。

  随后,研究人员还测试了该设备的灵敏度。他们使用病毒转运培养基连续稀释样本中提取的病毒核酸,然后通过qRT-PCR对其进行检测。在低浓度下,qRT-PCR检测已变得无能为力;而新设备在病毒转运培养基中浓度降至约0.02拷贝/μl时仍可以检测到病毒。此外,研究人员还发现,该设备在临床样本中对非特异性结合有抗污染的作用。

  研究人员表示,一旦开发成功,这种新设备可以在各种情况下使用,包括机场、诊所、当地急诊部门,甚至在家里。除了检测新冠病毒外,该设备也可以在几分钟内实现对其他疾病的超精确诊断,而无需通常需要数小时或数天的目标纯化、扩增或培养。

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