“我如何知道自己被感染了?”“我的免疫力有多強(qiáng)?”“我感染的新冠病毒是哪種變異株?”現(xiàn)在,一種新方法可在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)回答所有這些問(wèn)題。據(jù)8日發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上的論文,美國(guó)哈佛大學(xué)懷斯生物啟發(fā)工程研究所開(kāi)發(fā)了一種新的診斷設(shè)備,將該研究所先前的電化學(xué)eRapid技術(shù)和SHERLOCK瘧疾測(cè)試方法結(jié)合到一個(gè)明信片大小的系統(tǒng)中,該系統(tǒng)可同時(shí)檢測(cè)患者唾液中的新冠病毒RNA和抗體,并可擴(kuò)展檢測(cè)其他多個(gè)生物標(biāo)志物。這種方法將極大地改善全球?qū)ξ磥?lái)大流行病的反應(yīng),并為個(gè)人應(yīng)接受何種治療提供指導(dǎo)。
研究團(tuán)隊(duì)選擇唾液作為樣本材料,因?yàn)橥僖褐屑群胁《绢w粒,也含有抗體。SHERLOCK方法可檢測(cè)新冠病毒RNA的存在,但還需要能夠從唾液樣本中提取、濃縮和放大病毒RNA,然后將其與CRISPR試劑混合,并將生成的溶液提供給eRapid芯片進(jìn)行檢測(cè)。
為此,該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種由多個(gè)儲(chǔ)液器、通道和加熱元件組成的微流控系統(tǒng),可在原型設(shè)備內(nèi)自動(dòng)混合和轉(zhuǎn)移物質(zhì)。在第一個(gè)腔室中,唾液與一種酶結(jié)合,這種酶可打開(kāi)任何病毒的外殼,暴露它們的RNA。將樣本泵入反應(yīng)室,在那里加熱并與擴(kuò)增病毒RNA的環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增(LAMP)試劑混合。放大30分鐘后,將含有SHERLOCK試劑的混合物加入到電離室中,然后將樣品泵到eRapid電極上。
研究人員使用新冠病毒核酸檢測(cè)陽(yáng)性患者的血漿樣本進(jìn)行了測(cè)試,該系統(tǒng)能夠區(qū)分抗S1、S1-RBD和N的抗體,準(zhǔn)確率超過(guò)95%。在測(cè)試中,多路復(fù)用芯片可同時(shí)以100%的準(zhǔn)確率正確識(shí)別出陽(yáng)性和陰性RNA和抗體樣本。它還十分靈敏,能夠檢測(cè)到低至每微升0.8個(gè)拷貝的RNA的存在。
該設(shè)備原型成本低廉,設(shè)計(jì)緊湊,對(duì)用戶友好,并且最大限度地減少了患者需要執(zhí)行的檢測(cè)步驟,降低了出錯(cuò)的可能性。此外,設(shè)備易于制造,可檢測(cè)來(lái)自不同疾病的抗原和抗體,且可安裝到用戶家中可重復(fù)使用的外殼和讀出設(shè)備中。