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3D打印寨卡病毒检测器只需2美元 仅汽水罐大小

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供稿:中国工控网 2016/7/5 11:38:39

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近日,美国宾夕法尼亚大学(Upenn)机械工程和应用力学系研究助理教授刘长春和HaimBau带领他们的团队开发出了一种低成本的3D打印寨卡(Zika)病毒检测装置。它的体积很小,仅和一罐汽水相当,成本更是仅需2美元,而且不耗电,同时不需要专业知识就能轻松操作,只需由待试者提供其唾液样本即可。如果检测到病毒,该装置中的可变色燃料就会变成蓝色。



  这种装置的出现为人类对抗寨卡病毒带来了新的希望,因为它可以做到与专业实验室设备同样快速准确的诊断,体积却比后者小得多,非常方便,甚至在野外也能轻松使用。
  
  据了解,当前公认的检测寨卡病毒的最准确方法是检测其本身的遗传物质。这种方法需要用到大量的病毒RNA片段,所以必须使用逆转录-聚合酶链技术(RT-PCR)。这种技术能不断复制患者样本中的病毒基因片段,直到它们的量达到可以被检测到的程度。
  
  在过去,这种过程中会涉及到多个精确温度变化的反应通常需要在装备较好的实验室中才能实现,不过现在,这个痛点已经被Upenn的这项新发明彻底改变了,而它之所以能做到这一点是因为刘长春及其团队采用了一种名为RT-LAMP(逆转录环介导等温扩增)的替代技术。该技术不需要RT-PCR的多个精确温度变化,在特定的温度下就能实现基因片段的扩增。
  
  不过,作为一种简化的方法,RT-LAMP需要更多专门的“引物”,即一些短基因片段来匹配测试病毒靶基因的特定区域。虽然文献中并没有记录针对RT-LAMP技术的引物,但刘长春及其团队已经通过数据挖掘成功设计出了这种引物。

  



  有了引物,他们便同步设计出了前文提到的这种小巧的3D打印检测装置。它由诊断盒与处理器组成,能够分离、浓缩和净化病毒的遗传物质然后通过逆转录酶进行扩增。另外,由于采用了可通过化学反应自加热的元件和可以吸收热量的蜡状物,这种装置还能在不使用电力的情况下维持温度。
  
  当患者的唾液样本注入后,这种装置只需40分钟左右就能完成检测。目前,项目组成员已经通过向他们自己的唾液中加入病毒验证了这种装置的效果,同时结果显示,其灵敏度能够与常规的RT-PCR检测相媲美。未来,项目团队还计划通过使用另一种荧光染料并集成智能手机相机来改进这种装置,令其能够量化病毒含量。

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新闻来源: 中国智能制造网

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