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4分钟出核酸检测结果!国内新设备来了


目前,医院广泛应用的核酸检测法是新冠核酸PCR检测法,但通常需要几个小时才能得到检测结果。


图源:东方IC




近日,复旦大学团队提出“分子机电系统”,能够直接检测鼻咽拭子样本中的新冠病毒,检测时间小于4分钟




该成果以“在未扩增样本中快速、超灵敏机电检测离子、生物分子和新冠病毒RNA”为题发表于《自然生物医学工程》。


2月11日,记者从该课题组获悉,新设备的优势在于快速检测、具有超高灵敏度、装置小巧便携、不需要其他专业设备





他们提出的“分子机电系统”(MolEMS),即一种通过DNA分子自组装而成,通过外电场驱动,能精准调控分子识别和信号转化过程的微型装置。




通过将分子机电系统组装到石墨烯场效应晶体管上,其刚性底座有助于避免污染物的非特异性吸附;外电场驱动柔性适配体悬臂发生运动,使传感过程更加接近晶体管沟道,显著提升了灵敏度。在缓冲溶液或生物液体中实现了金属离子(Hg2+)、蛋白质(Thrombin)、生物小分子(ATP)以及新冠病毒核酸(RNA和cDNA)的超灵敏检测。


检测新冠病毒核酸样本不需要复杂耗时的核酸提取和扩增过程,检出限最低达10-20拷贝每毫升,检测时间小于4分钟,优于现有新冠核酸PCR检测方法。


“分子机电系统”的原理

和核酸PCR检测的原理

有所区别




01PCR检测法

该检测法用荧光信号来报告样本是否阳性。要获得足够强度的荧光信号就需要将核酸扩增,而扩增过程往往需要一到两小时


02“分子机电系统”

应用新型检测设备时,检测新冠病毒核酸样本不需要复杂耗时的核酸提取和扩增过程。设备中的晶体管可以做到很小尺寸。晶体管内的导电通道是半导体,一方面将化学信号转为电信号,另一方面能够将信号放大。通过分析电信号,就可以获得检测结果。

“检测设备不仅应用于新冠病毒的检测,它实际上是一个平台,可以通过更换传感器,来检测包括流感病毒、新冠病毒在内的多种病毒。”


魏大程说,希望这一通用技术能够在未来得到大规模普及,其不单单是瞄准新冠病毒,还将助力其他病毒检测,这也是团队追求的目标。


目前这一检测装置正处于应用研发阶段。若要实现设备的大规模临床应用,还要解决一些技术性问题,达到更高标准。


魏大程举例解释说,设备不光要在实验室环境下能够运行,在气温低或高的地方,同样要能正常工作;在实验室里测几十到上百个样本准确,若要真正应用,需要测更多样本都没有偏差;还需要一个标准化的生产流程,保证出产的芯片性能完全一致。


这一设备离实际应用还有多远?魏大程说,课题组的工作验证了技术原理的可行性。目前,团队正与企业一起,为实现技术产业化努力。



来源:澎湃新闻编辑:胡一涵校审:吴超转载请注明


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