科學家將手機攝像頭和簡單設備快速檢測新冠病毒

2020-12-21 電子發燒友

科學家將手機攝像頭和簡單設備快速檢測新冠病毒

cnBeta.COM 發表於 2020-12-10 15:17:03

據外媒New Atlas報導，近日有研究人員提出了一種新型的快速COVID-19檢測方法，有望利用一個簡單的手持設備、鼻拭子和一個智慧型手機攝像頭在30分鐘內提供準確的結果。這種突破性的設備有可能被修改為檢測許多其他病毒性疾病，研究人員與珍妮弗·道德納（Jennifer Doudna）合作開發了這種設備。道德納因共同發現革命性的CRISPR基因編輯技術而獲得了2020年諾貝爾化學獎。

目前對SARS-CoV-2的標準檢測是聚合酶鏈式反應（PCR）測試。這種檢測包括幾個步驟，涉及將病毒RNA轉化為DNA，然後在幾個小時內擴增這些DNA片段，直到它們達到可檢測的水平。整個過程涉及龐大的實驗室設備，可能需要數小時。

這項新的創新技術利用CRISPR基因編輯技術，基本上跳過RNA到DNA的轉換過程，直接檢測特定樣本中的病毒RNA。該技術此前一直在開發用於檢測HIV，但在2020年初，研究人員將重點轉移到將該技術轉化為快速的COVID-19檢測。

「我們知道我們正在開發的檢測方法將是一個合理的選擇，可以用最少的資源進行快速檢測，從而幫助解決危機，」新研究的共同第一作者Parinaz Fozouni解釋說。「我們使用的不是眾所周知的CRISPR蛋白Cas9，它可以識別和切割DNA，而是Cas13，它可以切割RNA。」

該技術使用CRISPR Cas13蛋白來識別和切割SARS-CoV-2 RNA，第二個報告分子通過發出螢光信號來響應RNA的切割。然後將樣品滑入一個簡單的螢光檢測器中，該檢測器增加了一個透鏡，以及一個放大照明的雷射器。隨後，放置在上面的智慧型手機攝像頭可以檢測到發射物，確認陽性檢測結果。

「真正使這種檢測變得獨特的是，它使用一步反應直接測試病毒RNA，而不是傳統PCR測試中的兩步過程，」新研究的共同作者Melanie Ott說。「更簡單的化學反應，配合智慧型手機攝像頭，縮短了檢測時間，不需要複雜的實驗室設備。它還可以讓檢測產生定量測量，而不是簡單的陽性或陰性結果。」

由於該檢測沒有放大SARS-CoV-2的任何痕跡，因此它為臨床醫生提供了獨特且極其重要的能力，以估計給定樣本的病毒負荷。這意味著醫生不僅可以監測患者的疾病進展，還可以估計他們可能的傳染性。

「監測患者的感染過程可以幫助衛生保健專業人員估計感染的階段，並實時預測可能需要多長時間才能恢復，以及個人應該隔離多長時間，」來自加州大學伯克利分校的生物工程師Daniel Fletcher表示。

研究人員在《細胞》雜誌上描述了這項技術，聲稱可以在5分鐘內檢測到陽性樣品，而病毒載量較低的樣品可能需要30分鐘。不過，研究人員表示，該系統可以進行優化，以獲得更快的結果。

在這一系統能夠部署在臨床之前，還需要更多的研究，不過，研究人員希望很快就能有一種快速的護理點檢測設備。而一般的技術應該很容易被轉化為可以檢測從愛滋病毒到普通感冒等多種病毒性疾病。

珍妮弗·道德納因共同發現CRISPR基因編輯技術而在2020年早些時候獲得了諾貝爾獎，她已經和同事們一起研究這項診斷技術兩年了。她提出，將CRISPR技術作為診斷工具，可以成為幫助醫生快速、準確檢測病毒感染的突破口。

「我們對基於CRISPR的診斷技術感到興奮的一個原因是，在需要的時候有可能獲得快速、準確的結果，」道德納補充道。「這在檢測機會有限的地方，或者需要頻繁、快速檢測的地方特別有用。它可以消除我們看到的COVID-19的許多瓶頸。」

這項新研究發表在《細胞》雜誌上。
責編AJX

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