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一个半小时就能检测6种病毒 恒温扩增技术大有可期

仪器信息网 2020/03/25 23:33:04 点击 625 次
[导读] 这款新型检测试剂盒具有2大优点:能对对6种呼吸道常见病毒进行一并检测;检测速度快,在1.5个小时就能完成所有检测。

在近日召开的国务院联防联控机制新闻发布会上,中国工程院院士、清华大学医学院讲席教授程京介绍了一款基于恒温扩增芯片技术、一次能对6种呼吸道病毒进行快速检测的试剂盒。 

程京院士.png

这款新型检测试剂盒具有2大优点:能对对6种呼吸道常见病毒进行一并检测;检测速度快,在1.5个小时就能完成所有检测。

微流控芯片.png

临床应用方面,这款新型检测试剂可以非常好地帮助临床医务人员做出鉴别诊断,迅速区分哪些人是新冠病毒感染者,哪些是其他病毒感染者,把合并感染、交叉感染的情况加以区分 。

截至目前,国家药品监督管理局共应急批准17个新冠病毒检测产品,其中新冠病毒核酸检测试剂11个,抗体检测试剂6个。在核酸检测产品中,9款核酸检测试剂盒均基于荧光定量PCR法。而程京院士团队合作研发的这款新冠病毒检测试剂盒为名单中唯一上榜的基于恒温扩增芯片法的试剂盒产品。 

国家药监局批准可以临床使用的新冠病毒检测试剂产品.png

国家药监局批准可以临床使用的新冠病毒检测试剂产品

荧光定量PCR技术想必大家并不陌生,那什么是恒温扩增技术?和荧光定量PCR相比又有哪些优势?

大家知道,核酸扩增是核酸分子诊断的关键技术。根据核酸扩增反应中温度变化要求,可以将核酸扩增技术分为两大类:一类是PCR核酸扩增技术,另一类是核酸恒温扩增技术。PCR技术是指通过控制温度的变化来实现DNA扩增的三个步骤:模板变性(如95℃)-引物杂交(如58℃)-DNA合成(如72℃)。这种温度变化的循环重复(如重复35次)过程通常由精密而复杂的仪器(PCR仪)来控制。核酸恒温扩增技术(Nucleic Acid Isothermal Amplification,NAIA)则是扩增反应的全过程均在同一温度下进行,不须像PCR反应那样需要经历几十个温度变化的循环过程。这一特点使得它们对扩增所需仪器的要求大大简化,反应时间大大缩短,因而具有巨大的应用价值,成为分子诊断行业发展中的热点。

恒温扩增技术是继PCR技术后发展起来的一门新型的体外核酸扩增技术。目前主要的恒温扩增技术有:滚环核酸扩增、环介导等温扩增、链替代扩增、依赖核酸序列扩增和解链酶扩增。

滚环核酸扩增(rolling circleamolification, RCA)是通过借鉴病原生物体滚环复制DNA 的方式而提出的,可分为线性扩增与指数扩增两种形式。

环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)。环介导等温扩增的六个区域设计四条引物,利用链置换型DNA聚合酶在恒温条件下进行扩增反应,可在15-60分钟内实现109-1010倍的扩增,反应能产生大量的扩增产物即焦磷酸镁白色沉淀,可以通过肉眼观察白色沉淀的有无来判断靶基因是否存在.

链替代扩增(strand displacement amplification,SDA),靶DNA序列经加热变性后,引物与其互补链DNA单链退火,在聚合酶作用下产生带HincⅡ识别位点的目的DNA序列,该双链DNA进入SDA循环。

依赖核酸序列扩增(Nucleicacidsequence-basedamplification,NASBA),是一种扩增RNA的新技术,是由一对引物引导的、连续均一的、体外特异核苷酸序列等温扩增的酶促反应过程。反应在42℃进行,可以在2h左右将模板RNA扩增约109倍,不需特殊的仪器。

解链酶扩增(Helicase-dependent amplification,HDA)是解旋酶解开双链DNA,单链DNA结合蛋白与单链结合,使模板处于单链状态并保护其完整性,引物与模板结合,然后在DNA 聚合酶作用下扩增。生成的dsDNA作为底物进入下一轮扩增。恒温扩增温度取决于所用的酶,可以60~65℃,也可以是37℃。

诊断检测方法的建立,最终目的均是应用到实际检测中去。等温扩增技术无需复杂的仪器,不需要热变性与温度循环,同时具有简便、快速、灵敏度高、特异性强等优点,因此被寄予厚望。微流控芯片技术通过与等温扩增技术相结合,仅在一个芯片上即可完成核酸提取、扩增和检测等过程,具有快速、简便、结果直观和可进行高通量筛选等优点。随着相应的便携式装置的开发及费用的降低,等温扩增-微流控芯片技术必将成为下一代基因快速检测的发展方向。

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编辑: 毛晓洁
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