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  家门口做核酸检测35分钟出结果——国内首款由轻型客车搭载的新冠病毒核酸检测移动实验室交付

  想做核酸检测,有了一种新的“打开方式”:只需站在一辆轻型客车外的指定位置,便会有采样机器人完成口腔咽拭子的采样,采样样本通过快速灭活处理后直接加入芯片分析系统,45分钟即出结果,最快35分钟可报阳性。整个过程只需要两名工作人员,车上搭载的8台低通量或中通量检测仪每天可分别处理样本500至2000人份。

  近日,由清华大学、生物芯片北京国家工程研究中心和北京博奥晶典生物技术有限公司共同自主研发的国内首款由轻型客车搭载的新冠病毒核酸检测移动实验室正式交付。该款检测车接通220V民用电或启动车上自带的发电机即可正常工作,可准确、快速检测新冠病毒,可灵活、便捷地在边境口岸、社区聚集性疫情等情况下开展核酸检测,并满足防疫期间手术急救、脑卒中、心梗、口腔等紧急医疗服务需求,为疫情防控提供了有力的技术支撑和保障。

  最快35分钟实现“样本入,结果出”

  目前,国内已有多款新冠病毒移动检测实验室,它们多为大型货车或客车,车厢内分割成4间房,其构成是将整建制的常规PCR(记者注:PCR是聚合酶链式反应的简称,是一种分子生物学技术,用于放大特定的DNA片段,可看作生物体外的特殊DNA复制,通过DNA基因追踪系统,能迅速掌握患者体内的病毒含量)实验室仪器设备集成于其中,但也有着体积庞大、价格昂贵、行动受限等短板。

  北京博奥晶典生物技术有限公司负责该研发项目的潘良斌博士介绍,与上述移动实验室相比,这款由轻型客车搭载的新冠病毒核酸检测移动实验室构造并不复杂,主要分为缓冲区和工作区:“缓冲区主要起到更换工作服、保证车内压力等作用。工作区里设置了P2生物安全柜(内装采样机械手和快速灭活仪等)和检测实验操作区域、信息展示区域和人工采样操作区。如果需要用到人工采样的话,护士坐在指定位置,通过手套箱伸出去采样,也可以实现物理隔离。”

  使得该款检测车如此空间紧凑、省去多个隔离空间设计的奥秘,在于车上搭载的全集成封闭式核酸快速检测芯片。

  “全集成芯片实际上是一个芯片实验室的概念,它实现了我们传统实验需要在不同实验室里边才能完成的工作。”潘良斌介绍,在将样品加入芯片后,芯片立即封闭,之后样品处理、扩增反应和结果检测等功能均不需人工干预,全部自动完成,最快35分钟即可实现“样本入,结果出”,“这彻底避免了常规PCR所需的核酸提取、体系配制等操作,最大程度降低了操作人员的感染风险及样本间发生交叉污染的风险。”

  截至目前,全集成新型冠状病毒现场检微流控芯片分析系统已获得4项发明专利和5项实用新型专利授权,检测灵敏度可达150拷贝/毫升,检测速度比常规PCR快3倍以上。为方便检测结果快速上报,移动实验室还同时配备5G通信系统。

  可应用在社区、口岸等多场景,减少人员流动风险

  值得注意的是,这款检测车除安全、快速外,整个实验过程还不受场地环境和人员技术水平限制,大大节约了人力资源,

  潘良斌告诉记者,这种移动检测车的使用,如果采用机械手采样,一辆车除司机外只需要两个人:一个人监控电脑操纵采样机械手,另一个人将快速灭活后的样本加入全集成检测芯片,将芯片放入检测仪并在电脑上实时读取检测结果。操作掌握起来只需要约2小时培训。

  在新冠肺炎疫情防控进入常态化的背景下,这具有相当多的应用场景。

  “疫情发生之后,我们接到很多国家层面的研发任务,做相关的应急研发。比如说前期防疫情输入,有些口岸连像样的医院都没有,更不具备先进的核酸检测手段,但新冠病毒又是烈性病毒,所以急需开发一种在普通环境下可以做检测的封闭式、全自动的车载式快速响应实验室。”清华大学医学院讲席教授、生物芯片北京国家工程研究中心主任程京介绍,这是一个联合攻关的过程:在采集咽拭子的过程,要避免人工操作,所以要研发口腔咽拭子取样机器人;病毒快速灭活需要自动化,需要研发临床样本灭活前处理仪;中国各地检测现场气候、气温差异大,要保持一个稳定恒温的环境,就要做车载式检测实验室、改装汽车……

  “移动检测车就很好地解决了这些问题。它是车载的,灵活机动,比如社区暴发群体性疫情,把搭载检测实验室的车开过去采样检测,可减少人员流动带来病毒进一步传播的风险。”程京说。值得一提的是,移动实验室所采用的咽拭子采样机械手由清华机械工程系设计研发,而移动实验室的内外工业设计则均由清华美院完成,所以这是一项多学科交叉、跨领域合作的科研成果。

  目前一个月能产20台,产能可按需迅速提高

  潘良斌介绍,在世界范围内,目前美国、欧洲、日本和韩国均无与该款检测车相同水平的移动实验室,其各项指标和性能均为全球领先:“我们目前看到的其他的移动实验室都是针对传统PCR核酸检测,一是实验方法本身时间用时较长,做一个实验需要2至3个小时;二是对空间和设备的要求都非常高,其车辆通过性和机动性都较弱。”

  记者了解到,由于这款移动实验室的车辆较小、使用低功耗快速病毒灭活系统,空调使用房车空调,大幅降低了用电量,因此接通220V民用电即可正常工作,这增强了移动实验室的机动灵活性,能很好地满足复杂环境和医疗水平落后地区以及口岸出入境灵活机动移动式检测的需求。目前产能大约一个月20台,产能可按需迅速提高。目前,除了这批在珠海交付的移动检测车,博奥还将在青岛、沈阳等地交付更多的移动检测车,并大力推进国际市场的应用。

  研发团队也坦言,技术研发无止境。

  “当前对新冠病毒的防控已经进入常态化阶段,未来的研发也将会是一个持续的过程。产品的性能会不断提升,检测时间和检测灵敏度会更高。与此同时,我们对病毒的认知也越来越多,比如发现它在不断变异,如果病毒基因序列关键点有变化,就有可能检测不出了。所以,对病毒的检测和治疗会是一个长期的过程。”程京说。

  (本报记者 邓晖)

【编辑:丁宝秀】
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