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廉價、快速、基於智能手機的COVID檢測試劑盒:PCR一樣準確

廉價、快速、基於智能手機的COVID檢測試劑盒:PCR一樣準確

2022-01-31 Comments 0 Comment

美國研究人員開發了一種創新的基於智能手機的工具包,它可以用於測試唾液樣本中是否存在SARS-CoV-2和流感病毒。早期研究發現,這種廉價的系統跟目前基於實驗室的測試一樣準確且速度更快。

許多人很可能非常熟悉他們可以通過各種方式來檢測導致COVID-19的病毒。目前常見有兩種選擇–PCR測試和快速抗原測試。

快速抗原測試快速而簡便,但往往會錯過陽性病例。該測試需要通過鼻拭子或唾液樣本捕獲一定量的病毒物質。

PCR即聚合酶鍊式反應技術是檢測SARS-CoV-2最準確的方法。它包括從受試者身上採集拭子樣本並在實驗室中擴增病毒的遺傳物質。

為了擴增病毒片段,樣本要經過一系列的循環迫使遺傳物質進行複制。這些循環涉及快速的溫度變化,跨度為50至95 °C,最多重複30次。完成這一過程需要非常特殊的設備,這意味著PCR測試需要進入專業實驗室。

這種新的測試過程是基於一種不同的技術,即循環介導的等溫擴增(LAMP),它跟PCR類似,通過擴增任何存在的DNA的過程來識別病毒材料。

然而,LAMP技術的新穎之處在於它可以擴增病毒物質,而無需PCR檢測所要求的複雜的溫度循環。LAMP診斷的主要問題是過度敏感。它在增強病毒複製方面如此有效,以至於經常導致大量的假陽性。

該研究的論文作者之一Douglas Heithoff表示,這項新研究的主要創新之一是解決了這個高靈敏度的LAMP問題–幾十年來,這個問題一直限制著LAMP測試技術的更廣泛部署。

“關鍵的發現是解決了LAMP的’引物二聚體’問題–由於高靈敏度導致的假陽性–科學家們已經為這個問題奮鬥了20多年,”Heithoff說道,“為了解決COVID-19的問題,我們花了500多次嘗試,之後第一次嘗試就檢測到了流感病毒。”

在解決這個假陽性問題的同時,研究人員設計了一個新穎的基於智能手機的系統,其生產成本不到100美元。該系統被稱為smaRT-LAMP。

研究人員稱,僅使用一部智能手機、LED燈和一個熱板,唾液樣本就能在25分鐘內提供準確的結果。每項測試的成本估計約為7美元,大大低於基於實驗室的PCR測試。

該系統還可以很容易地適應於檢測其他病毒。在目前的迭代中,研究人員已經證明,只要改變用於跟唾液樣本相互作用的引物就能使該試劑盒從檢測SARS-CoV-2轉向檢測流感病毒。

研究人員已經開發了一個智能手機應用,用來指導smaRT-LAMP用戶完成測試過程。目前的重點是將這項技術引入世界上難以獲得PCR測試的地區。

從事該項目的研究人員Lynn Fitzgibbons說道:“快速和負擔得起的護理點測試對全世界服務不足的社區至關重要,其中許多社區正在努力解決診斷測試機會不足和實驗室基礎設施有限的問題。”

來自南漢普頓大學的全球健康專家Michael Head稱smaRT-LAMP系統“令人興奮”,但他確實指出,在世界偏遠和低收入地區,基於智能手機的系統的可及性仍有局限。他在加納的工作發現,許多農村社區無法使用智能手機技術,因此這種系統需要更多的發展才能對這些類型的社區有所幫助。

“我們北半球確實有把’我們的機器會響’帶到我們喜歡的國家的歷史,並把它作為一個既成事實提交給他們使用。因此,徵求目標人群的意見是至關重要的以確保任何產品都有盡可能好的成功機會。新的移動診斷方法當然令人振奮,但在資源匱乏的環境中的實施將需要考慮到例如測試本身的準確性以外的問題。”Head說道。據悉,Head沒有參與這項新的研究工作。

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