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1小时出结果,新加坡研发人员再次挑战不可能!

用不了多久,COVID-19筛查就可以直接在各个检测站进行,从开始进行鼻拭子采集后的大约一个小时内,患者就可以拿到自己的检测结果。由新加坡国立大学研究人员组成的团队开发了一种名为Epidax的便携式COVID-19微型PCR诊断系统,可以快速、准确地对传染病进行现场筛查,并且大大减少了分析患者样本所需的时间。


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图片来源:新加坡国立大学健康创新技术研究院
当前用于COVID-19诊断的聚合酶链反应(PCR)测试必须在专门的测试设施中进行,并且要花费几小时或几天的时间才能得出结果。
由新加坡国立大学健康创新技术研究院(iHealthtech)组成的10人团队,在该研究院院长Lim Chwee Teck教授的领导下,以两个月的创纪录时间从零开始开发了一种新颖的诊断系统。而通常来说,如此规模的项目通常需要至少一到两年的时间才能完成。
Lim教授说:“ COVID-19大流行给世界各地带来了前所未有的健康,经济和社会挑战。在研发出针对新型冠状病毒的疫苗之前,加强检测能力是遏制疾病蔓延并为确诊患者提供适当治疗的关键的第一步。然而,当前的这些检测需要时间,并且在人力和设备方面要付出高昂的代价。如果我们可以加快对COVID-19的检测时间,就可以更好地对其进行遏制。Epidax为解决这些局限性提供了的有效解决方案。”


系统便携  操作简易



Epidax是一种基于微流体的PCR诊断系统,大约只有一个烤面包机的大小,非常便于携带。它可以快速、轻松地在各个现场进行装配,以进行病毒感染筛查。
目前,在进行PCR测试之前,首先要在诊所或测试地点收集鼻拭子样本,并送至实验室进行加工以提取RNA。
Epidax系统使用经过特殊设计的微流体芯片,该芯片自身即包括了用于处理样品的微通道。微流体技术的应用使该系统能够在处理更小量的样品时,更快地检测出COVID-19感染。通过使用能够在芯片上同时提取和扩增RNA的试剂,Epidax可以在收集鼻拭子样品后立即进行PCR测试,从而绕开了RNA提取的中间步骤。这些功能极大地减少了样品处理的时间,并缩短了检测和等待的时间,因此患者可以在大约一个小时内获得测试结果。

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图片来源:新加坡国立大学
“我们在设计中简化了Epidax系统的操作。操作系统的实验室技术人员只需要将样品和试剂移液到微流控芯片中,然后将其加载到Epidax系统中进行处理即可。这些简单的步骤可以在5分钟内轻松完成。”Lim教授这样介绍。
新加坡国立大学研究团队使用现有的PCR系统作为依据检验了Epidax系统,并发现Epidax系统与某些当前的PCR系统相比具有相同甚至更高的灵敏度。检测的灵敏度实际上可以达到每微升样品至少10个RNA拷贝。该小组目前正在改善检测极限,力争达到每微升样品1个RNA拷贝。
Lim教授解释说:“标准PCR诊断测试是目前在中央实验室进行的用于识别SARS-CoV-2病毒感染的金标准检测。我们的Epidax系统是基于微流控芯片的独特诊断系统,可以在现场进行PCR测试以快速筛查感染,无论是在当地诊所,疗养院还是在机场。通过这种方式,我们可以快速识别受感染的个人,并迅速采取行动以防止传播。”
Epidax的发展并非没有挑战。 “研究是在断路器时期进行的。我们必须克服各种制约因素,例如供应链中断,消耗品和组件短缺以及由于必须采取额外的安全措施而限制进出和运输。但是,团队坚持不懈地克服了一切困难,完成了项目,展示了机智和出色的团队合作精神。”联合项目负责人Nguyen Quoc Mai Phuong博士说。



Epidax的商业化


NUS团队已为此发明申请了专利,并且正在与一家医疗技术公司进行谈判以将该技术商业化。
Lim教授说:“展望未来,我们渴望进一步开发便携式微PCR诊断系统,甚至可以在家中部署。例如,它类似于小型胶囊咖啡机:便携式,价格适中,易于使用,我们可以插入不同的“胶囊”来测试各种疾病。随着科学技术的最新发展,我相信这在不久的将来是可以实现的。”



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