『新冠肺炎』清华大学团队研发核酸检测卡盒，居家检测半小时内出结果( 二 )
药学院李寅青长期从事 CRISPR 技术和微量核酸处理技术的研发 ， 积累了丰富的样本处理、核酸扩增和检测经验 。 在核心检测技术研发上 ， 他与白净卫紧密配合 。
为了克服传统检测方法出现“假阴性高”问题 ， 李寅青表示 ， 他们在样本获取、核酸扩增、病原识别、胶体金免疫层析显色等环节 ， 都进行了整合简化 ， 减少检验人员的干预 ， 提升检测的灵敏度 。
“比如在简化样本处理方面 ， 由于咽拭子样本通常含有抑制反应的杂质 ， 常规检测样本通常需要经过核酸提取过程 ， 这个流程费时且人工操作相对复杂 ， 不适合未经培训的人员使用 。 ”李寅青说 ， 他们通过优化裂解流程和后端扩增试剂 ， 实现不经过核酸提取直接进入反转录等温扩增的流程 ， 极大的降低检测过程复杂性 ， 减少了因杂质导致的“假阴性”案例 。
李寅青介绍 ， 他们用新研发的技术对19 例 QPCR（传统的实时荧光定量PCR方法）阳性患者样本进行了复合 ， 结果全部可以检出 。
“结果证明了本项目的灵敏度接近QPCR的灵敏程度 ， QPCR是300 拷贝/毫升（copies/ml） ， 我们的灵敏度小于400拷贝/毫升 。 此外 ， 与近期于国际顶级期刊 Nature Biotechnology 报道的美国加州基于CRISPR原理开发的高灵敏度技术相比 ， 本项目独创的带标签的巢式等温扩增技术检测时间更短灵敏度更高 。 ”李寅青表示 。
一推一拉出结果！
如果说白净卫与李寅青主要的工作是开发检测软件 ， 那么医学院刘鹏所承担的任务就是研发硬件——“检测盒” 。
刘鹏在医学院生医系一直从事微流控与生物芯片方面的研究工作 。 “这个项目最初的想法就是实现居家使用 ， 形状要便携 ， 性能要集成 。 药学院项目组前期开发的检测试剂灵敏度高 ， 速度快 ， 受杂质干扰小 ， 恒温检测对温控要求低 ， 这些都为卡盒一体化集成提供了有利前提 。 ”他提到“集成”的概念 ， “把检测环节都集中一个卡盒上 ， 通过精密的流体控制 ， 达到高灵敏度的检测效果 。 ”
刘鹏介绍 ， 以上操作和试剂将由“一体集成化微流控卡盒”承载：第一步 ， 移动杆带动注射器式的活塞导致裂解的样品流入第一个等温扩增腔；第二步 ， 反应10 分钟后 ， 反应产物被稀释；第三步 ， 泵入第二个等温反应室进行带探针的进一步扩增；最后 ， 将反应混合物泵入装有层流试纸条的室中 ， 以读出测试结果 。 这其中 ， 卡盒含有 USB 或电池供电的简易恒温电路 ， 可以提供扩增反应所需要的温度 。
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“为提高卡盒的用户使用体验 ， 我们邀请了美术学院副院长赵超教授对卡盒进行结构和外观设计 ， 赵老师从用户操作和体验等多个角度对卡盒的定型提供了非常大的帮助 ， 预计未来的卡盒长宽高约为10x10x3cm ， 检测者使用时只要把两个推杆上下各一推 ， 30分钟内就可以查看结果 ， 操作非常简单 。 ” 刘鹏表示 ， 根据他们的设想 ， 未来还将进行批量化检测卡盒研发 ， 进行多样本检测 ， 并将开发移动端 APP ， 辅助用户使用和结果判读 。
据悉 ， 下一步 ， 该项目团队将推进小批量卡盒装配 ， 验证批量化生产的可行性 ， 同时与医院合作 ， 加快临床样本的验证 。 目前 ， 团队也正在积极寻找未来的合作伙伴 ， 加快检测卡盒的报批工作 。
没有想太多 ， 只想做点事
白净卫、李寅青、刘鹏 ， 三人在清华的经历非常相似 ， 都是70后或80后 ， 都有留美科研经历 ， 科研兴趣相近 。
今年春节 ， “武汉封城”的消息让三人坐立不安 。 当时 ， 他们不约而同搜索了领域内的相关论文并咨询了战斗在抗疫一线的医护工作者 ， 发现核酸检测领域缺少这种能实现一体化、自助操作、高灵敏度的检测技术 。 在交流中一拍即合！他们立即决定开展研发 ， 希望新产品无需任何仪器设备或操作员培训 ， 即可作为门诊、现场或家庭自助式病毒检测手段 。
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