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摘要:新型冠状病毒(2019-nCoV)引起的疫情已经引起了全国乃至全世界人民的关注。其中,有一个问题引起了广泛的讨论:为什么2020年1月18日之后确诊病例的数量呈爆炸式增长?为什么中国能快速检测出新的冠状病毒? 新型冠状病毒(2019-nCoV)引起的疫情已经引起了全国乃至全世界人民的关注。其中,有一个问题引起了广泛的讨论:为什么2020年1月18日之后确诊病例的数量呈爆炸式增长?为什么中国能快速检测出新的冠状病毒?

快速检测新冠状病毒的新技术是什么?

作为生物检测技术的研究者,我希望借此机会与大家讨论如何诊断新的病原体以及如何快速检测新的冠状病毒。

医生正在取样。新华社

核酸检测需要多长时间

1月9日,这一未知病毒性肺炎病例的病原体最初被确定为“新型冠状病毒”。能否快速、准确地检测出它成为防控的关键。

在特定的诊断方法出现之前,根据患者的体征只能发现一些疑似病例。不幸的是,这一次新型冠状病毒的症状不是很具体。与非典相比,肺炎的发病并不是很急,有些病人甚至没有发高烧。在这个流感季节,仅仅依靠病人的症状很难区分新的冠状病毒感染者,这太粗糙了。

1月16日,为新型冠状病毒生产的第一批聚合酶链反应试剂盒被分发给省级疾病预防控制中心,这是最近几天确诊病例数量迅速增加的直接原因。

冠状病毒检测聚合酶链反应试剂盒的工作原理大致如下:提取患者样本中的核糖核酸,进行逆转录聚合酶链反应,通过扩增反应扩增样本中的微小病毒信息,最后通过荧光读取信号。如果在聚合酶链反应后信号是阳性的,那么可以说样品中有病毒(被感染),否则意味着没有感染。

医务人员正在工作。新华社

测试需要多长时间

开始大约需要16个小时(本文中的数据是根据正常实验室运行时间估算的,并不代表实际时间)。

像它的近亲非典和中东呼吸综合症一样,引起这种肺炎的新型冠状病毒具有由单链核糖核酸组成的遗传信息。为了完成它的检测,至少需要两个步骤:病毒核糖核酸的提取和反转录聚合酶链反应。病毒核糖核酸的提取本身也包括几个步骤,如裂解样品和纯化核糖核酸,这需要几个小时。然而,逆转录聚合酶链反应通常需要至少三四个小时才能完成。如果整个过程是流水线式的,总共需要大约一个工作日,即大约6-8个小时。测试结果需要检查,而重复实验需要两倍的时间。

快速检测新冠状病毒的新技术是什么?

这样,从1月16日湖北省收到国家疾病预防控制中心发放的试剂盒到1月18日第一批检测结果公布,负责检测病毒的工作部门可以说是马不停蹄。在此基础上,一些组织开发了一种简化版的试剂盒,可以将一次测试的时间缩短到3小时左右。

如何开发和生产套件

一些朋友可能仍然有疑问,从发现第一个病人到分发试剂盒,大约一个月后,为什么开发和生产试剂盒需要这么长时间?

事实上,它已经非常快了。让我们来看一下套件的开发过程:

病原体的分离和调查:引起流行的病原体是一种全新的冠状病毒。在确认这是一种以前从未见过的病原体之前,有必要消除所有已知的病原体:包括所有种类的流感病毒(甲型流感、禽流感等)。),腺病毒,鼻病毒,冠状病毒,衣原体,支原体等。容易患普通感冒。

初级设计:这是非常关键的一步。只有设计合适的引物才能进行病毒检测的聚合酶链反应。科学家需要对这种新发现的病毒进行基因组测序和生物信息学分析,设计引物(即DNA序列)来验证其特异性和敏感性,并确保它只能识别新的冠状病毒基因。

工业化生产:可以说,除引物外,病毒核酸检测试剂盒中的所有其他成分都是相同的,因此,试剂盒工业化生产的关键是合成大量合适的引物。

病原体分离和筛选至少需要一周时间,测序和生物信息学分析大约需要三天时间。探针设计和特异性检查还需要两三天。换句话说,在一切顺利的情况下,将设计的引物投入工业生产将需要近两周的时间。目前,我国的工业化DNA合成技术已经得到了非常广泛的推广。一两天足以生产大量产品(一些小剂量定制产品甚至可以在同一天交付)。从各方面的综合信息来看,中国在检测方法的发展上至少取得了近乎完美的快速反应。

快速检测新冠状病毒的新技术是什么?

除了核酸检测,蛋白质检测也在进行中。

除了目前在卫生系统中使用的核酸检测方法之外,基于病毒蛋白的检测技术也可以在病原体的快速检测中发挥巨大作用。

除了由DNA/RNA携带的遗传信息之外,病毒的蛋白外壳还携带大量与病毒的结构和发病机制相关的信息,这些信息也可以确定患者是否感染了病毒以及患者是否对病毒免疫。

核酸检测依赖于引物,病毒蛋白检测主要依赖于抗体。只要找到亲和力高、特异性好的抗体,就可以省去提取病毒核糖核酸的繁琐步骤,可以在发病期直接对患者的血清或痰液进行蛋白质免疫分析(一般为酶联免疫吸附试验),3-5小时内即可得到结果。如果采用基于微流控平台的新一代免疫反应器,在保证检测灵敏度的情况下,总检测时间可缩短至30分钟以内,并可实现实时诊断。离题,作者长期致力于开发新型微流控生物传感器,并真诚希望这些新技术能在疫情中发挥应有的作用,造福国家和人民。

快速检测新冠状病毒的新技术是什么?

基于蛋白质的病毒检测和开发的困难在于抗体的筛选和生产。用于实验的抗体的产生高度依赖于动物(通常由大鼠、兔子、绵羊和其他动物产生)。抗原注射后几天,有必要对动物的免疫细胞进行筛选,找到可用于产生高度特异性抗体的淋巴细胞,并对其进行扩增。即使它全速启动,也需要2-3周才能获得最初可获得的单克隆抗体。与基于核糖核酸的聚合酶链反应试剂盒相比,蛋白质检测试剂盒需要更长的开发时间和更高的生产成本。

快速检测新冠状病毒的新技术是什么?

在2003年非典疫情期间,军医大学、中国科学院北京基因组研究所、华大基因等单位开发了酶联免疫试剂盒,可以检测非典病毒本身或患者对病毒的免疫反应。从疫情的反应速度来看,预计第一批新型冠状病毒蛋白检测试剂盒将于近期发布,希望能在新型冠状病毒的诊断中发挥更大的积极作用。(谭普,密歇根大学生物医学工程系)

快速检测新冠状病毒的新技术是什么?

责任:吉爱玲

来源:卢萨社中文网

标题:快速检测新冠状病毒的新技术是什么?

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