面向核酸现场快速检测的多重实时荧光检测系统

核酸现场快速检测具有便捷、操作简单、无需专用实验室、报告快速等优点,能在机场、社区医院、海关、野外等各种复杂环境中进行检测。建立了一种可应用于核酸现场快速检测仪器的荧光检测系统,包括非共聚焦式的正交光路与多通道检测集成结构。前者信噪比高、小型便捷;后者切换效率高,能满足多重检测,其嵌合结构极大降低了通道间的荧光串扰。实验证明,系统的检测下限低于1.6μg/mL,荧光检测梯度性R2值(确定系数)均大于0.99,重复性测试的CV(coefficient of variance)值不超过1.27%。通道间荧光串扰测试表明,通道间无串扰问题,巨细胞病毒培养液的扩增实验准确性与稳定性较好,表明该系统能够针对多重检测进行有效荧光激发与采集。

用于核酸现场检测的直轴型多通道光学检测系统

随着医学检验对核酸检测技术要求的不断提高,现场检测(POCT)已经成为该领域的研究重点和难点。为了规避目前使用的POCT核酸检测仪器的缺点,构建了一种直轴型多通道光学检测系统,兼顾实现了多通道核酸实时荧光检测与即地即检。首先,基于正交式几何关系搭建了光路;然后,设计了一种新的直轴型多通道集成与切换装置以实现多个荧光检测通道的实时切换;最后,通过仿真验证了光路设计的有效性,并将本系统集成于自主设计的聚合酶链式反应装置上,以新型冠状病毒标准品进行了实时荧光检测实验。实验结果显示:本系统的变异系数最小可达0.02%;通道分辨率最低可达0.49μg/mL,且没有通道串扰。同时,拥有良好的现场检测能力,可以配合仪器完成“样本进、结果出”的现场检测,为核酸POCT的多通道实时荧光检测提供了一种新思路。

一起腺病毒疫情的现场核酸应急检测及经验思考

目的现场采用荧光PCR法对疫区有关人群进行腺病毒核酸定性检测,为腺病毒疫情处置提供快速准确的实验室依据。方法采集疑似感染人员、密接人员鼻咽拭子分泌物标本,应用便携式核酸快速提取仪和磁感应荧光PCR仪快速检测标本中是否存在腺病毒核酸。结果共采集标本1200余份,300余份腺病毒荧光PCR核酸阳性。结论现场荧光PCR检测法能快速准确地检测出腺病毒核酸,迅速甄别腺病毒感染者,为现场疫情防控、临床治疗提供了强力支撑,同时为类似呼吸道疫情防控提供了经验借鉴。

基于双重信号放大技术的非洲猪瘟病毒快速现场核酸检测方法的开发与应用

本研究开发了一种新的基于双重信号放大技术的非洲猪瘟病毒(ASFV)核酸检测方法,旨在提供快速、高灵敏度和高特异性的现场检测解决方案,并已进行规模化测试。该方法采用特定引物和重组酶复合体靶向ASFV基因序列,通过T7 RNA聚合酶在恒温下快速扩增RNA。扩增的RNA与荧光标记的DNA探针杂交后,经DSN酶水解释放荧光信号,放大探针检测逾1000倍。采用不同的引物、探针和试剂组合,在标准质粒和模拟样本上进行了灵敏度、特异性和污染防控的评价,并简化了样品处理步骤。结果表明,该方法能够在25 min内稳定且特异地检测到5~10 copies的靶标基因,与qPCR相比降低了污染风险。在393个临床样本的检测中,155个阳性和238个阴性样本的检测结果均符合预期,准确率达100%。本研究成功建立了一种适用于现场检测ASFV的双重信号放大核酸检测方法,为ASFV的临床监测和诊断提供了可靠的技术支持。

便携式核酸微全分析仪的设计与研发

目的:自主研制一款便携式核酸微全分析仪及配套微流控芯片,以满足快速现场分子检测的需要。方法:针对检测现场应用环境,采用低功耗电子元器件进行控制系统设计、轻质材料进行机械结构设计,进行小型化及低功耗开发;开发微型荧光检测模块、配套的荧光检测微流控芯片,研制一套新型的便携式核酸微全分析仪。结果:整套系统可以进行4通道荧光检测;微流控芯片一次性使用,一次处理4个样品;采用多重PCR-反向斑点杂交法快速定性检测人Y染色体3个AZF区的6个STS位点;检测禽流感病毒灵敏度为12.7 copies/μl,新城疫病毒灵敏度为63.3 copies/μl。结论:便携式核酸微全分析仪及配套微流控芯片仅用1台该仪器即可在90 min内实现从样本前处理、核酸提取、聚合酶链式反应(PCR)扩增到实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测的全过程。实现人乳头瘤病毒(HPV)、Y染色体缺失(YMD)、禽流感及新城疫病毒等疾病检测。便携式核酸微全分析仪能够满足进出口检验检疫,偏远地区快速疾病筛查等特殊环境下的快速现场分子诊断需要。

基于CRISPR/Cas12a的核酸便捷化检测方法和现场快速便携式检测装置

核酸检测是病原体检测的必备流程,也是提升重大疾病和传染病应对能力、实施精准医疗的关键,在疾病防控、临床诊断、生物安全、环境监测等领域被广泛应用。目前临床上常用实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)方法进行核酸检测,但该方法的检测周期较长,且对实验室环境、硬件设备等的要求较高。本文提出了一种基于CRISPR/Cas12a(Cpf1)的核酸便捷化检测方法,并设计了一种现场快速便携式检测装置。基于前期开发的新型管中管耗材,本团队建立了基于肉眼或智能手机识别检测结果的单样本便捷核酸检测方法,并开发设计了多样本同时自动化检测的便携式小型化装置以及基于同轴光纤的荧光检测光路。基于上述方法和装置对新型冠状病毒核酸进行检测,检测灵敏度低于10 copy/μL,检测时间可缩短至32 min,检测过程中无需开盖,适用于家庭自检或现场快速检测。