客观日本

【新型肺炎】5-15分钟测量病毒的核酸检测仪,用了什么技术?

2020年03月02日 生物医药

PCR(聚合酶链式反应)法是1980年代发现的核酸扩增法,之后被广泛应用于遗传学、生理学和分类学等领域的研究。PCR法作为基因解析技术,灵敏度高,被广泛应用于目标基因的检测,但由于设备相对较大,热循环需要较长时间,检查时间长,存在难以用于医疗一线需要快速检测的问题。

日本国立研究开发法人产业技术综合研究所(以下简称“产综研“)在2001年美国发生炭疽杆菌事件后,以“快速检测”和“小型化”为目标,开发成功了名为“微流路式热循环”的新型PCR技术。该技术在微流路下部设置了具有预设温度区的加热器,通过用气压使放入微流路中的样本移动到加热器上,能将样本快速加热至目标温度,反复此步骤可以实现热循环。以往的热循环需要珀尔帖元件和散热片等大尺寸原件,而且温度变化需要较长时间,而利用此次的技术,就可以实现快速、小型且低耗电量的核酸扩增。

新型肺炎 15分钟测量病毒的核酸检测仪,用了什么技术?

微流路式热循环技术

利用基于微流路的新型PCR技术快速实现热循环的是“GeneSoC”测量仪。GeneSoC以微流路式热循环技术为基础,利用荧光标记探针实时检测核酸扩增的基因,整个装置由主机和检测单元构成。利用微流路式热循环技术,根据样本浓度的不同,可在5-15分钟内快速完成核酸定量。每个样本能以3个波长进行荧光检测。

新型肺炎 15分钟测量病毒的核酸检测仪,用了什么技术?

检测单元中安装了专用测量芯片

另外,GeneSoC检测单元最多可增至4台,而且每个检测单元均为独立控制的,4个单元可同时进行检测。

新型肺炎 15分钟测量病毒的核酸检测仪,用了什么技术?

连接4台检测单元时的测量装置

测量仪主机尺寸为362(W)×291(D)×154(H)mm,检测单元尺寸为64(W)×244(D)×154(H)mm。主机重4.0kg,检测单元重1.0kg。GeneSoC及专用测量芯片已由杏林制药公司于2019年11月11日上市。目前,在日本全国的主要研究设施里有数十台产品。

另外,佳能医疗系统公司也于2月25日宣布,已加入日本医疗研究开发机构(AMED)推进的“开发新型冠状病毒感染症(COVID-19)诊断法”研究项目中的“快速诊断试剂盒基础开发”,开发用于新型冠状病毒的基因检测系统。

新开发的新型冠状病毒RNA检测试剂采用荣研化学公司开发的LAMP法制造,佳能医疗系统公司负责提供小型等温扩增荧光检测装置。与以往的实时PCR法相比,特点是可以更简单、快速地进行检测,更满足医疗一线快速出结果的需求。

GeneSoC产品介绍:https://genesoc.jp/about/

GeneSoC销售公司:https://axel.as-1.co.jp/contents/genomics/genesoc

技术资料:https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/bulletin/Vol8/1/V8N1P15.pdf

文:JST客观日本编辑部

专题网页