手持式设备将基于实验室的诊断测试的力量放在你的手掌上
2024-07-26
来源: https://www.labmedica.com/molecular-diagnostics/articles/294801920/handheld-device-puts-power-of-lab-based-diagnostic-testing-in-the-palm-of-your-hand.html
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许多常见的传染病检测方法是检测与病毒相关的抗原或对感染产生的抗体。这些检测现在包括广泛使用的新冠肺炎快速抗原检测，具有速度快、可用性广的优点。然而，聚合酶链式反应（PCR）检测在准确性方面仍然超过了这些，达到了近100%。PCR检测被认为是传染病诊断的黄金标准，因为它们可以直接检测病原体的遗传物质，如RNA。这种能力提高了特异性，降低了误报的可能性。PCR还可以扩增最少量的遗传物质，使其能够在非常低的水平上检测感染。然而，PCR需要专业技能和昂贵的设备，这限制了其可用性，特别是在资源匮乏的环境中。
康涅狄格大学（美国康涅狄格州斯托尔斯）的研究人员现已开发出一种平台技术，该技术将类似PCR的功能整合到手持设备中，详见《高级科学》杂志发表的一项研究。该设备可以检测HIV和严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型，具有PCR水平的性能，但更容易获得、更快、更便携，有可能使先进的诊断更广泛。与PCR所需的多台大型机器不同，这种新设备，即磁流体管实验室（LIAMT），将所有必要的功能集成到一个便携式单元中。LIAMT通过使用磁性而不是离心简化了遗传物质的分离。它在1.5毫升的试管内使用微小的磁珠来捕获病毒RNA，然后通过设备内的磁铁将其拉过洗涤步骤，有效地分离RNA。LIAMT不需要PCR典型的热循环设备。相反，它使用一种由特殊蛋白质促进的恒定低温过程来分离和复制核酸链。扩增后，LIAMT装置稍微加热样品以融化蜡屏障，释放出CRISPR酶溶液，这些酶在与靶标结合时会发出荧光信号。这个信号表明病毒RNA的存在，如果它足够大，可以通过设备上的一个小窗口看到。
该系统没有离心机和热循环仪等重型设备，在使诊断工具更易于使用和更快方面取得了重大进展，与传统PCR相关的较长过程相比，在大约一小时内产生结果，而传统PCR通常需要将样本送去分析。为了验证其有效性，研究人员使用拭子样本检测严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型和血浆样本检测艾滋病毒，对LIAMT进行了传统PCR检测。结果显示，LIAMT具有相当的敏感性和特异性，在大多数情况下与PCR结果非常一致。受到这些发现的鼓舞，研究人员计划进一步改进LIAMT的性能和可用性，特别是加强对需要定期检测的HIV患者的护理。这可以通过消除医院就诊和漫长等待的需要来改变常规检测，在护理点提供快速、可靠的结果。
康涅狄格大学生物医学工程教授刘长春博士表示：“通过我们的设备，我们利用手指刺破的体积快速产生准确的艾滋病毒检测结果。患者可以在当地的护理中心或家中进行这些检测，并更快地获得所需的药物。”
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