用不了多久,COVID-19篩查就可以直接在各個檢測站進行,從開始進行鼻拭子采集後的大約一個小時內,患者就可以拿到自己的檢測結果。由新加坡國立大學研究人員組成的團隊開發了一種名爲Epidax的便攜式COVID-19微型PCR診斷系統,可以快速、准確地對傳染病進行現場篩查,並且大大減少了分析患者樣本所需的時間。
當前用于COVID-19診斷的聚合酶鏈反應(PCR)測試必須在專門的測試設施中進行,並且要花費幾小時或幾天的時間才能得出結果。
由新加坡國立大學健康創新技術研究院(iHealthtech)組成的10人團隊,在該研究院院長Lim Chwee Teck教授的領導下,以兩個月的創紀錄時間從零開始開發了一種新穎的診斷系統。而通常來說,如此規模的項目通常需要至少一到兩年的時間才能完成。
Lim教授說:“ COVID-19大流行給世界各地帶來了前所未有的健康,經濟和社會挑戰。在研發出針對新型冠狀病毒的疫苗之前,加強檢測能力是遏制疾病蔓延並爲確診患者提供適當治療的關鍵的第一步。然而,當前的這些檢測需要時間,並且在人力和設備方面要付出高昂的代價。如果我們可以加快對COVID-19的檢測時間,就可以更好地對其進行遏制。Epidax爲解決這些局限性提供了的有效解決方案。”
系統便攜 操作簡易
Epidax是一種基于微流體的PCR診斷系統,大約只有一個烤面包機的大小,非常便于攜帶。它可以快速、輕松地在各個現場進行裝配,以進行病毒感染篩查。
目前,在進行PCR測試之前,首先要在診所或測試地點收集鼻拭子樣本,並送至實驗室進行加工以提取RNA。
Epidax系統使用經過特殊設計的微流體芯片,該芯片自身即包括了用于處理樣品的微通道。微流體技術的應用使該系統能夠在處理更小量的樣品時,更快地檢測出COVID-19感染。通過使用能夠在芯片上同時提取和擴增RNA的試劑,Epidax可以在收集鼻拭子樣品後立即進行PCR測試,從而繞開了RNA提取的中間步驟。這些功能極大地減少了樣品處理的時間,並縮短了檢測和等待的時間,因此患者可以在大約一個小時內獲得測試結果。
“我們在設計中簡化了Epidax系統的操作。操作系統的實驗室技術人員只需要將樣品和試劑移液到微流控芯片中,然後將其加載到Epidax系統中進行處理即可。這些簡單的步驟可以在5分鍾內輕松完成。”Lim教授這樣介紹。
新加坡國立大學研究團隊使用現有的PCR系統作爲依據檢驗了Epidax系統,並發現Epidax系統與某些當前的PCR系統相比具有相同甚至更高的靈敏度。檢測的靈敏度實際上可以達到每微升樣品至少10個RNA拷貝。該小組目前正在改善檢測極限,力爭達到每微升樣品1個RNA拷貝。
Lim教授解釋說:“標准PCR診斷測試是目前在中央實驗室進行的用于識別SARS-CoV-2病毒感染的金標准檢測。我們的Epidax系統是基于微流控芯片的獨特診斷系統,可以在現場進行PCR測試以快速篩查感染,無論是在當地診所,療養院還是在機場。通過這種方式,我們可以快速識別受感染的個人,並迅速采取行動以防止傳播。”
Epidax的發展並非沒有挑戰。“研究是在斷路器時期進行的。我們必須克服各種制約因素,例如供應鏈中斷,消耗品和組件短缺以及由于必須采取額外的安全措施而限制進出和運輸。但是,團隊堅持不懈地克服了一切困難,完成了項目,展示了機智和出色的團隊合作精神。”聯合項目負責人Nguyen Quoc Mai Phuong博士說。
Epidax的商業化
NUS團隊已爲此發明申請了專利,並且正在與一家醫療技術公司進行談判以將該技術商業化。
Lim教授說:“展望未來,我們渴望進一步開發便攜式微PCR診斷系統,甚至可以在家中部署。例如,它類似于小型膠囊咖啡機:便攜式,價格適中,易于使用,我們可以插入不同的“膠囊”來測試各種疾病。隨著科學技術的最新發展,我相信這在不久的將來是可以實現的。”
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