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《自然—医学》:微型实验室30分钟内可快速检测禽流感

2007.9.26

新加坡科学家说,他们设计了一个可以在30分钟之内辨认H5N1禽流感病毒的微型实验室。他们相信,这是防止禽流感大面积暴发的一大突破。
 
该微型实验室的发明人在《自然—医学》(Nature Medicine)杂志上发表报告说,其他商业化检测需要数小时至数天才能得出结果,而且大都价格昂贵。
 
法新社报道,在新加坡生物工程和纳米技术研究所,于尔根·皮佩尔领导的一个小组利用标准光盘驱动器的部件来设计他们的原型检测器。
 
该检测器的工作原理是:取咽拭子样本,将其浸入一滴含有所谓超顺磁性粒子的液体中,这些粒子是硅的化合物,可对磁场做出反应。随后将这滴液体置于一个微型平台上,上面盖有防水胶片。用一块磁铁指引粒子与液体融合,最终找出病毒的RNA(核糖核酸)基因编码。
 
随后,这些基因物质被集中到现成的检测器中。在检测器中,样本将被清洗4次,以去除残留的杂质。聚合酶链反应(PCR)将多次复制样本,使其增大到可以被清晰辨认出是否为病原体的程度。
 
商业化检测需要很长的时间来分离病毒,其特点是利用抗原获取相关信息。相比之下,这一技术具有同等精确度,但速度却提高了440%,价格为商业化检测的2%至5%。
 
当使用高致病性H5N1病毒进行测试时,检测器原型在28分钟之内就给出了精确的结果。
 
发明者认为,通过提取血液中的RNA、尿液和唾液,这一技术可以用来检测艾滋病病毒、乙型肝炎和非典型肺炎。

相关报道:
新加坡开发新芯片用于快速检测禽流感

生物通
 
来自新加坡基因组研究所、生物工程和纳米技术研究所和分子和细胞生物学研究所的研究人员开发出一种能检测高致病性禽流感病毒H5N1的最小型装置。如果能够成功商业化,那么这种装置将可能在受禽流感影响区域。这项研究的结果发表在最新一期的《自然·医学》杂志网络版上。

这种手持式装置,可在30分钟内从取样标本中检测出H5N1型禽流感病毒。 而已投入商业化应用的常规手段检测H5N1型禽流感病毒需耗时4小时左右,并且在检测前还需要使用仪器分离和扩增病毒。新加坡生研究人员开发出的这种新装置则将分离、纯化、扩增、检测病毒的过程合为一体。

这种装置包含了一个有生物工程和纳米技术研究所开发的特殊平台,利用磁力操控含有覆盖有硅层的磁颗粒的个体液滴。

这种方法的新颖之处在于液滴本身变成一种泵、阀门、搅拌器、固相抽提器和实时热循化器。因此,复杂的生物化学任务能够以一种与芯片实验室类似的方式进行。

研究人员进行的数百次检测实验结果显示,与常规手段相比,新装置的准确率相当,但速度更快,成本也更低。研究人员认为,这一装置经过改进后,还能用于检测非典、艾滋病和乙肝等病毒。

今年年初的一项报道称,经美国疾病控制和防治中心(CDC)验证的禽流感芯片有望很快现身于美国医院。 能快速识别禽流感的微阵列芯片“MChip”将被用于监控可能的全国流行病,并可被用来使诊所实验室检测流水线化。Quidel公司持有使用ZLMChip制造并销售禽流感测试套件的独家授权。

科罗拉多大学研究小组项目领导人Kathy Rowlen表示:“MChip采用非常聪明的生物信息学,只需单个基制蛋白基因,比芯片的首个版本有明显改进。”Rowlen透露该芯片ZL为该大学与CDC共同拥有。

流感芯片采用包含数千个DNA蛋白序列的微阵列,每个都有萤光标记,当发现匹配时就会发光。当检测病人样本时,微阵列能同时测试与所有序列的匹配,使检测时间减少到数分钟。

常规微阵列需要三个流感基因---血凝素(hemagglutinin)、神经氨酸酶(neuraminidase)和基制蛋白(matrix)。MChip只需单个基制蛋白基因,其变异速度比其它两种基因要慢许多,因此提高了可靠性,并缩短了检测时间。

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