5分钟快速检测试剂盒技术原理揭秘 | 喵咖

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读天书说人话,换个角度聊新闻。大家好,我是喵咖。

3月份以来,中国出口或捐赠的部分检测试剂盒遭到了某几个国家的质疑。抛开ZG上面的嘴仗和考量。试剂盒本身的性质值得讨论。

我国主要的几种检测试剂盒都是基于RT-PCR原理。因为需要检测的病毒样本浓度有高有低,高的容易检测,低浓度就会漏掉。所以PCR的方法就把病毒基因扩增很多倍,达到可以检测出来的浓度。基本操作如下:

01 收集咽拭子等病毒样本,通过试剂打碎保护病毒的蛋白质壳子,萃取病毒RNA。一方面是萃取,另一反面,打碎之后就没有了感染性,相对安全一些。

02 由于这次新冠肺炎是单链RNA病毒,所以要先转换成cDNA。这个可以类比像是视频文件,mp4,rmvb,avi这些都是常见格式,同一个视频不同格式,意思都一样,可以互相转换。

03 常规PCR反应,加热到94℃把DNA拉链拉开,之后再55℃-60℃让引物,就是拉链扣分别套在两条拉链上,再升温到72℃让拉链自己复制,用左拉链做模板造一个右拉链,用右拉链做模板造一个左拉链。这样折腾一次为一个循环,RNA数量翻一倍。之后再折腾25-30次。这样就算很少量的病毒这个时候也显现出来了。


PCR操作方法

这个方法很主流,也很经典。但是这个操作步骤太多,而且每次都是微量,手一抖就完蛋了。另外引物(就是拉链扣)的质量也是关键,如果复制错了拉链,那么整个检测前功尽弃。


当然还有机器清洗的问题,如果上一个阳性样本检测之后,没有洗干净设备,下一个本来阴性患者可能就会假阳性被误诊。中国大三甲医院自己都有PCR检测仪器和人员,流程比较熟练。美国欧洲很多医院偏专科,综合性超大型少一些,本来很多检验都是委托外包第三方实验室。遇到疫情,着急出结果自己上手,可能有手法不纯熟的情况。如果又正好使用了某些中国的无证试剂盒厂商出品的无证试剂,多重误差叠加,准确度就会崩盘。



那么雅培检测试剂盒和国内主流试剂盒有啥不一样呢?

这次雅培的五分钟检测试剂盒用的是一个完全不同的反应体系,简称RPA(重组酶聚合酶扩增),也叫做恒温扩增技术。核心就是用三个主要原料:单链核酸重组酶、单链DNA结合蛋白(SSB)和链置换DNA聚合酶,在一个恒定温度下37度到42度都可以,直接把DNA套成一个环,在本地施工作业,直接套用引物,复制目标DNA。

RPA技术优势很显著:

01 特别快,传统PCR要45分钟,因为要反复升温降温。RPA由于是恒温,所以只需要3-10分钟。

02 灵敏度高,因为是高度定向扩增,所以样品即便有点儿杂质也OK,免除了前处理环节,尽量多的保留了样本。

03 温度控制要求低,一般是加热到40℃,但是在紧急情况下,贴在人身上用人体的体温36℃、37℃也没问题。甚至在室温25℃,也是可以运行,就是慢点儿,要等一个小时而已。

04 适用性强,面对RNA病毒,直接在试剂里加入逆转录酶就好,一锅端。


好处是很多,但是毕竟RPA也只能设计两个引物,如果设计不好,可能就会错误的把其他病毒错检成新冠。但是雅培果然行业大佬,设计鬼斧神工,对照实验中基本面对大量其他病毒,都没有产生错误。



反过来,RPA由于太灵敏,之前的样本有一点儿残留在机器里,下一个样本就不准了。所以雅培的设计是彻底的全封闭一次性试剂盒。机器和样本不直接接触,只有激光扫码这一块。所有的试剂盒全部都是一次性应用,并且内部封闭样本处理。这样就避免了样品交叉污染,由此可以释放检测能力,尽情地检测更低浓度的病毒。因此可以释放检测能力,尽情去检测低浓度病毒。





好东西值得吹嘘。但是说这台是抗击疫情的Game Changer还是过了。毕竟一次只能检测一个,对于富人和偏远地区是OK。但是对于大规模检测的地方,比如说美国方舱医院,PCR方案短期内还是没法被替代。


引文:
1, Abbott RealTime SARS-CoV-2 For use under an Emergency Use Authorization (EUA) Only fda.gov/media/136258/do
2,ID NOW™ alere.com/en/home/produ
3,重组酶聚合酶扩增技术研究进展 html.rhhz.net/SWJSTB/ht


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发布于 04-02