快速COVID-19分子检测，30分钟智能手机读取结果
伊利诺伊大学香槟分校的研究人员展示了一种无需将样本送至实验室，原地就能用智能手机读结果的COVID-19快速诊断原型。
“这样的设备和测试允许技术人员在公共活动、礼堂、大型集会上对公众进行COVID-19检测，甚至可能在家里进行自我测试，”伊利诺伊州格兰杰工程学院院长、生物工程教授Rashid Bashir说。“研究结果可能被送回适当的公共卫生系统进行协调。”Bashir与电气和计算机工程教授Brian Cunningham和机械科学与工程教授Bill King共同领导了这项研究。
SARS-CoV-2是引起COVID-19的病毒，典型的检测方法是从一个病人身上取鼻咽拭子样本，把这个样本放入病毒运输介质中，然后把它送到实验室进行一个多步骤的提取、分离和增殖病毒内部的RNA的过程。Cunningham说，这种RT-PCR的RNA扩增过程需要几个温度波动周期、专门的设备和训练有素的人员。
据《PNAS》报道，伊利诺伊州的研究小组使用了一种更简单的方法来分析病毒传输介质，即LAMP，它绕过了RNA提取和纯化步骤。
研究报告的第一作者、研究生Anurup Ganguli说：“LAMP只需要一个温度——65摄氏度——所以它更容易控制。此外，LAMP比PCR更稳定，尤其是当测试样本中有污染物时。我们只需对样本进行短暂加热，打开病毒，然后检测出特异识别SARS-CoV-2的基因序列。”
研究人员将LAMP法与PCR法进行了比较，首先使用掺有病毒的合成鼻液，然后与临床样本进行比较。他们发现结果与PCR结果一致，并记录了LAMP试验的敏感性和特异性。
然后，研究人员将LAMP分析整合到一个小的3D打印微流控盒上，该盒有两个注射器输入槽：一个用于含有病毒传输介质的样本，另一个用于储存LAMP反应试剂。一旦这两种物质被注入，它们就会在墨盒内发生反应。
“我们使用现代化的高速添加剂制造技术来制造这些墨盒。整个过程可以很快扩大到数十万个测试，”King说。“大规模生产通常是微流控芯片商业应用的最大障碍，我们可以利用这种新方法克服这一障碍。现代增材制造业具有弹性和可扩展性，与传统制造技术相比，它可以非常迅速地发展起来。”
该团队正与总部位于芝加哥的King共同创立的技术公司Fast Radius Inc.合作，生产微流控墨盒。
该墨盒可以插入一个手持便携式仪器，该仪器带有加热室，在反应期间将墨盒加热至65摄氏度，并配有智能手机底座，用于读取结果。大约30分钟后，阳性结果将发出荧光。
Cunningham说：“读卡器用蓝色发光二极管照亮液体舱，而手机的后置摄像头则记录下绿色荧光灯产生的影像。”
研究人员用额外的临床样本演示了这种便携式设备，发现结果与标准的PCR实验室程序基本一致。
Bashir说，研究人员正在探索这种检测方法是否能与唾液样本一起工作，以消除对鼻咽拭子的需求，并在考虑下一步监管审批时收集更多的患者数据。
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