4分钟检测到新冠病毒核酸！复旦研发新型检测方法，未来即测即走或将成为可能
从采集到结果公布，最快需要2小时，这是目前通用的新冠病毒核酸检测需要的时间。日前，复旦大学高分子科学系魏大程团队研发出一种新型检测方法，只需4分钟核酸检测就能出结果，相关研究成果发表在《自然生物医学工程》上。未来核酸检测，即测即走或将成为可能。
基于逆转录聚合酶链反应（qrt-pcr）的核酸检测是筛查新冠阳性患者的“金标准”。作为一种用于放大扩增特定的dna片段的分子生物学技术，它最大的特点是将微量的dna数量大幅增加。但qrt-pcr的预处理和扩增过程增加了检测时间，检测过程也需要熟练的技术人员、特定的实验室和设备。
魏大程团队提出了分子机电系统，这是一种dna分子自组装而成，通过外电场驱动，能精准调控分子识别和信号转化过程的微型装置。简单而言，其工作原理就是将检测中的化学信号转变为电信号。
运用新方法，通过传统的鼻咽拭子采集样本后，样本中新冠病毒核酸的某一基因片段与分子机电系统会发生特异性作用，检测结果可直接从电学响应中读出，不需要复杂操作，在4分钟内就可以检测到新冠病毒。即，晶体管中有电信号反应，则样本呈新冠阳性。
qrt-pcr检测之所以需要扩增，是因为临床样本中核酸浓度与病毒载量非常低。团队使用病毒转运培养基连续稀释样本中提取的病毒核酸，在低浓度下，qrt-pcr检测已变得无能为力；而新设备在病毒转运培养基中浓度降至约0.02拷贝/微升时仍可以检测到病毒。
在测试新设备的实验中，团队测试了33个来自核酸检测呈阳性的新冠病毒感染者的鼻咽拭子样本、23个来自发烧但核酸检测呈阴性的患者样本，以及来自健康志愿者的25个样本。所有临床样本加热释放核酸，直接进行测试，无需核酸提取或扩增。结果显示，新设备与qrt-pcr检测结果一致。
这一研究成果何时能够落地？魏大程表示，研究尚处于理论验证阶段，距离产业化还有一段路程，预计最快5年内能够落地。“随着器件尺寸的减小和大批量生产会带来成本的降低。”一旦开发成功，这种检测设备可以方便携带，实现在机场、诊所和当地急诊室，甚至在家中完成检测。
据介绍，除了新冠病毒检测，该技术还有可能对其他疾病进行快速的精确诊断，不再需要通常意义上，花费数小时或数天才能完成的目标物纯化、扩增或培养。“我们也在做一些其他生物标志物的研究，比如，如何准确检测癌症标志物。”
栏目主编：黄海华
本文作者：黄海华赵天润
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题图来源：图虫
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