科學(xué)家使用鐵磁機(jī)器人實(shí)現(xiàn)靈活高效的自動(dòng)化病毒檢測(cè)

在全球范圍內(nèi)提高病毒診斷和監(jiān)測(cè)檢測(cè)能力是流行病預(yù)防的關(guān)鍵。核酸擴(kuò)增檢測(cè)（NAATs）相比抗原抗體檢測(cè)具有更優(yōu)的靈敏度、特異性和快速部署能力。然而，當(dāng)前基于 NAAT 的自動(dòng)化檢測(cè)平臺(tái)無(wú)法靈活實(shí)現(xiàn)集成的液體處理、分析和自動(dòng)反饋流程，并且它們的設(shè)備笨重、昂貴、試劑損耗大，需要繁瑣的安裝和維護(hù)要求，因此限制了其檢測(cè)能力。

近日，來(lái)自加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的研究團(tuán)隊(duì)在《Nature》期刊上發(fā)表題為“Ferrobotic swarms enable accessible and adaptable automated viral testing”的文章。該研究開(kāi)發(fā)了一種基于NAAT的自動(dòng)化檢測(cè)平臺(tái)，可以在靈活的工作流程中以并行方式執(zhí)行可編程的液體處理和生物分析操作。

該平臺(tái)使用一群毫米級(jí)大小的磁鐵作為執(zhí)行機(jī)器人（“鐵磁機(jī)器人”），它們可以精確操控磁性樣品液滴，并在核酸擴(kuò)增檢測(cè)的基礎(chǔ)上高保真地提供靈活的工作流程。該平臺(tái)將流體設(shè)備、硬件和軟件集成在一塊手掌大小的印刷電路基板（PCB）上，可同時(shí)對(duì)16個(gè)樣本進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)PCB進(jìn)行編程后能夠以全自動(dòng)化的方式完成包括樣本輸運(yùn)、分液、混合、逆轉(zhuǎn)錄循環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增（RT-LAMP）和比色法光電檢測(cè)在內(nèi)的全部流程。此外，為了最大限度地提高篩查效率，研究人員建立了基于患病率的自適應(yīng)檢測(cè)算法。該算法可以確定最佳的檢測(cè)模式，并根據(jù)方形矩陣集合方案操作檢測(cè)流程，避免了過(guò)于繁瑣的樣本處理程序。隨后，研究人員使用病毒樣本對(duì)該平臺(tái)的檢測(cè)性能進(jìn)行測(cè)試，并與RT-PCR檢測(cè)(金標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行比較，結(jié)果顯示該平臺(tái)的檢測(cè)靈敏度為98%，特異性為100%。

該研究開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化病毒檢測(cè)平臺(tái)可以顯著提高檢測(cè)速度和通量，同時(shí)儀器和試劑成本的降低使得該平臺(tái)的大規(guī)模生產(chǎn)以及快速部署成為可能，擴(kuò)大了流行病預(yù)防的檢測(cè)能力，為更好地應(yīng)對(duì)未來(lái)的大流行病做好準(zhǔn)備。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05408-3

注：此研究成果摘自《Nature》雜志，文章內(nèi)容并不代表本網(wǎng)站的觀點(diǎn)和和立場(chǎng)，僅供參考。

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