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面对病毒,实验室自动化能做些什么?——病毒自动化检测

仪器信息网 2020/07/02 17:01:11 点击 362 次
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[导读] 面对病毒,实验室自动化可以做些什么?

  病毒,是一种没有细胞结构的特殊生物,个体微小,结构简单,但是有的时候人类在病毒面前反而变得的渺小。病毒和人类的关系一直是如影随形,病毒甚至比人类更早出现在地球上,天花病毒、埃博拉病毒、狂犬病病毒、非典病毒(Sars)、HIV病毒(艾滋病)、马尔堡病毒、甲型H1N1流感病毒、汉坦病毒、肝炎病毒、登革热病毒被称为为全球最恐怖的十大病毒,全球每一次病毒的爆发都会引发人类大量的死亡。

事件

时间周期

死亡人数

雅典大瘟疫

公元前430-427

1/4的雅典人口

安东尼瘟疫 

公元165年至180

500

美洲大瘟疫(天花)

16世纪-17世纪

超过2000

黑死病

1347年至1351

超过7500

墨西哥天花

1519年至1520

500万至800 

第三次霍乱

1852年至1860

100

俄罗斯流感

1889年至1890

100

第六次霍乱

1899年至1923

80

西班牙大流感又称1918年大流感(H1N1

1918年至1919

5000

亚洲流感

1957年至1958

200

香港流感(H3N2

1968年至1969

100

新型冠状病毒

2019年至今(202071日)

超过50

  2019年12月突如其来的一场首先在武汉地区爆发的病毒疫情,引发对全球健康的关注。2020年1月30日,WHO宣布本次疫情为“国际关注的突发公共卫生事件”。2020年2月11日,世界卫生组织将这一新发传染病正式命名为新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19),同时国际病毒分类委员会将这一新型冠状病毒命名为SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)。此次新型冠状病毒肺炎疫情是新中国成立以来在我国发生的传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的一次重大突发公共卫生事件。

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  新型冠状病毒传播途径主要有呼吸道飞沫传播、接触传播、气溶胶传播,传染性极强,而且家庭聚集性病例发病明显,我国医务人员感染率甚至高达29%。所以在应对突发公共卫生事件时,需加强疫情信息监测、加快疑似病例的诊断等防控措施,迅速鉴别诊断出新型冠状病毒感染,避免交叉感染,控制疫情扩散,及时提供针对性救助和有效合理利用现有医疗资源。

  病毒检测采集样本包括鼻咽拭子、痰液、肺泡灌洗液及粪便等标本,采集、运送、存储和检测按二类高致病性病原微生物管理,按照《病原微生物实验室生物安全管理条例》及《可感染人类的高致病性病原微生物菌(毒)种或样本运输管理规定》(卫生部令第45号)及其他相关要求执行。

自动化图片2.png

  生物安全实验室是软件和硬件都达到生物安全要求的动物或生物实验室。管理措施则包含严格的管理制度和标准的操作程序及规程等构成的生物安全管理体系。试验的防护屏障分为两个级别:一级是指操作者和被操作对象之间的隔离,也就是生物安全柜和个人防护装备构成的防护屏障;二级是指实验室与外部环境之间的隔离,即实验室的通风系统和设施结构等所构成的防护屏障。

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  由于新型冠状病毒具有较强的传染性和致病力,对于检测病毒的实验室有相应的要求,实验室须合理划分清洁区、缓冲区和污染区,避免交叉污染,必须在生物安全二级以上的实验室内进行新型冠状病毒肺炎患者的常规血液检测、体液检测以及新型冠状病毒的核酸检测。需要接触新型冠状病毒标本的实验室人员应实施生物二级以上的个人防护。病毒采样后到达实验室的操作步骤包括以下几个:(1)对样本运送箱和包装消毒。(2)仔细核对样本和送样单信息并进行编号。(3)工作人员将样本分装后,按照规范进行30-45分钟56℃病毒感染性的灭活。(4)样本核酸抽提纯化。(5)新冠病毒靶基因扩增。(6)可疑结果复核。(7)数据记录和分析,出具结果报告。而病毒样本检测前处理在样本接收,开盖分装直至灭活前都是整个样本核酸检测最危险的步骤,对一级防护屏障和二级防护屏障的要求都很高。

  新型冠状病毒检测也可能出现未检出或者假阳性,其原因大致有以下几个方面(1)样本采集时间、位置、采样量不合适;标本保存和运输条件不合适;(2)试剂盒灵敏度不高,最低检测下限过高,不同的质控品都将影响PCR的扩增效率,引起偏差;(2)患者自身病毒量在试剂盒最低检测限以下;(4)实验操作时核酸提取、体系构建、样本量、实验室室内质控标准流程执行不规范等。实验室规范化操作对实验结果起到了非常重要的作用。

  那么,面对病毒,实验室自动化可以做些什么?

  一整套全自动化系统能代替人工操作,可以防止实验室操作人员的污染,避免实验室感染的存在,规范一致的操作也能尽可能减少假阴性和假阳性的可能性。

  举例说明:上海汇像病毒自动化检测解决方案

  上海汇像病毒自动化检测解决方案基于AI的机器人控制技术以及人工智能算法,利用智能机器人操作,将所有核酸扩增实验步骤设计成全实验室自动操作,包括全自动样本前处理系统,核酸提取纯化系统,PCR反应体系构建系统,以及PCR反应,一键实现大通量无人化的病毒检测分析,真正实现新型冠状病毒测试全流程自动化和智能化;降低样品之间交叉污染,提高检测数据的可靠性及一致性;尽量减少人员操作感染,降低检测过程中容易对人形成的安全风险以及降低微生物细菌病毒的泄漏风险;节省实验室人力成本,将PCR实验室所需的试剂准备,标本准备和扩增三个独立区域整合在一个系统中,合理布局,提高实验室空间利用率和仪器利用率,使传染病核酸检测更简易更方便。

  供稿:上海汇像信息技术有限公司

[来源:仪器信息网]  未经授权不得转载
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