“芯片實驗室”基因檢測設備可以在三分鐘內以最高的準確率識別病毒

巴斯大學的工程師們發明了一種病毒診斷設備，只需三分鐘就能得出實驗室質量的結果，他們稱其為“世界上最快的新冠病毒檢測”。

LoCKAmp原型設備采用創新的“芯片實驗室”技術，已被證明可以從鼻拭子中快速、低成本地檢測Covid-19。巴斯大學的研究小組說，這項技術可以很容易地用于檢測其他病原體，如細菌，甚至癌癥等疾病。

該設備的工作原理是通過進行化學反應來快速釋放和放大鼻拭子樣本中的遺傳物質，并在智能手機應用程序上查看結果。

與大流行期間常見的橫向流動檢測不同，LoCKAmp采用了先前用于實驗室PCR(聚合酶鏈反應)檢測的相同的“金標準”基因檢測技術，從而**實現了實驗室規模標準的快速檢測。

以及它的準確性，LoCKAmp的速度使它與眾不同。研究小組表示，據他們所知，LoCKAmp是迄今為止報道的最快的Covid-19檢測方法，三分鐘內就能顯示結果。

該原型設備由現成的組件和工廠制造的印刷電路板制成，可以快速、低成本地大規模生產，為世界各地的護理提供者和公共衛生機構提供一種有效的病毒檢測新工具。研究小組表示，擁有相關設計和制造專業知識的商業合作伙伴可以迅速將LoCKAmp重新設計成一種小型便攜式設備，在遠程醫療環境中具有很大的潛力。

該研究團隊已經與學術和商業合作伙伴進行了接觸，并歡迎進一步的方法，因為它尋求將LoCKAmp投入生產。

該設備及其工作原理在研究論文LoCKAmp:用于<3分鐘病毒基因檢測的pcb實驗室技術中有詳細介紹，該論文發表在《芯片實驗室》雜志上。

巴斯大學生物工程與生物醫學技術中心(CBio)的Despina Moschou博士領導了這項研究。她說:“我們在英國第二波疫情期間開始研究和開發LoCKAmp。我們相信，我們可以創造一種便攜式、低成本的設備，可以在10分鐘內對病毒進行基因鑒定，就像PCR檢測一樣。我們已經這樣做了，但發現它實際上可以在三分鐘內起作用。

“這是芯片實驗室技術可能性的驚人展示，考慮到該技術檢測一系列條件的低成本和適應性，它可能是一系列醫療保健環境中非常有價值和獨特的工具。”

通過使用現成的印刷電路板技術和相關的大規模制造基礎設施，該團隊表示，該設備可以快速、廉價地大規模生產。LoCKAmp包括一個便攜式測試單元和一次性墨盒，用于每次測試。

該測試裝置預計批量生產時的成本僅為50英鎊，而目前售價為2.5英鎊的測試墨盒的成本可能不到50便士。

LoCKAmp的工作原理

LoCKAmp利用一種被稱為RT-LAMP(逆轉錄環介導的等溫擴增)的過程來繁殖特定的RNA序列，這意味著它可以快速檢測到它正在尋找的特定病毒。該團隊說LAMP檢測比PCR檢測更可取，因為它具有更高的靈敏度、更快和更特異性。

關鍵是，處理過程在65°的單一穩定溫度下進行，而不需要PCR測試所需的三個熱循環。這意味著該設備可以更容易地實現便攜尺寸，并具有更低的功耗。該設計的另一個好處是不需要對鼻拭子樣本進行預處理。

一旦將鼻拭子樣本添加到設備中，LoCKAmp就會將液體泵出，通過鋪在電路板上的微小透明“微流控”通道，這些通道位于僅0.017毫米厚的銅加熱器上方。它們加熱樣本，釋放病毒的RNA遺傳物質。然后用RT-LAMP化學物質進一步加熱和處理以促進增殖。

如果特定的病毒RNA存在于擴增的樣本中，它在光照下發出熒光——這個信號隨后被用來表示陽性測試。

LoCKAmp是由巴斯大學領導的一個團隊開發的，其中包括化學工程、化學和生命科學系的工作人員，以及格拉斯哥大學詹姆斯瓦特工程學院和約翰英納斯中心的同事。

在第三波大流行期間，該設備用巴斯皇家聯合醫院信托基金收集的COVID-19患者拭子進行了測試，巴斯大學與該信托基金有著長期的研究合作關系。

盡管這種流行病已經停止，特別是在公眾意識和立法議程上，但鑒于該裝置的適應性和潛力，發展仍在繼續。

通過廢水追蹤疫情的范圍

除了證明該系統在分析鼻拭子樣本方面的能力外，LoCKAmp還可用于通過測試廢水來進行社區一級的匿名監測和檢測Covid等病毒。

該團隊利用巴斯大學水創新研究中心在廢水流行病學方面的專業知識，找到了這種需要對廢水樣本進行預處理的替代用途。

使用LoCKAmp對廢水進行持續的實時分析，可以使公共衛生機構快速檢測到Covid等病毒或其他傳染病的傳播。通過廢水進行這種檢測可以提供更廣泛的社區視野，而不是依靠個人定期檢測一種疾病。

巴斯大學化學系的Barbara Kasprzyk-Hordern教授是環境流行病學專家，對這項研究做出了貢獻。她說:“LoCKAmp技術提供了低成本和實時的基因目標識別和定量，我們離實時病原體追蹤越來越近。”這為在社區建立利用廢水進行病原體監測的早期預警系統提供了令人興奮的機會。”

本網站所有轉載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉載內容不代表本站立場。不希望被轉載的媒體或個人可與我們聯系，我們將立即進行刪除處理。