科學(xué)家使用鐵磁機(jī)器人實現(xiàn)靈活高效的自動化病毒檢測

在全球范圍內(nèi)提高病毒診斷和監(jiān)測檢測能力是流行病預(yù)防的關(guān)鍵。核酸擴(kuò)增檢測（NAATs）相比抗原抗體檢測具有更優(yōu)的靈敏度、特異性和快速部署能力。然而，當(dāng)前基于 NAAT 的自動化檢測平臺無法靈活實現(xiàn)集成的液體處理、分析和自動反饋流程，并且它們的設(shè)備笨重、昂貴、試劑損耗大，需要繁瑣的安裝和維護(hù)要求，因此限制了其檢測能力。

近日，來自加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的研究團(tuán)隊在《Nature》期刊上發(fā)表題為“Ferrobotic swarms enable accessible and adaptable automated viral testing”的文章。該研究開發(fā)了一種基于NAAT的自動化檢測平臺，可以在靈活的工作流程中以并行方式執(zhí)行可編程的液體處理和生物分析操作。

該平臺使用一群毫米級大小的磁鐵作為執(zhí)行機(jī)器人（“鐵磁機(jī)器人”），它們可以精確操控磁性樣品液滴，并在核酸擴(kuò)增檢測的基礎(chǔ)上高保真地提供靈活的工作流程。該平臺將流體設(shè)備、硬件和軟件集成在一塊手掌大小的印刷電路基板（PCB）上，可同時對16個樣本進(jìn)行檢測。通過對PCB進(jìn)行編程后能夠以全自動化的方式完成包括樣本輸運(yùn)、分液、混合、逆轉(zhuǎn)錄循環(huán)介導(dǎo)等溫擴(kuò)增（RT-LAMP）和比色法光電檢測在內(nèi)的全部流程。此外，為了最大限度地提高篩查效率，研究人員建立了基于患病率的自適應(yīng)檢測算法。該算法可以確定最佳的檢測模式，并根據(jù)方形矩陣集合方案操作檢測流程，避免了過于繁瑣的樣本處理程序。隨后，研究人員使用病毒樣本對該平臺的檢測性能進(jìn)行測試，并與RT-PCR檢測(金標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行比較，結(jié)果顯示該平臺的檢測靈敏度為98%，特異性為100%。

該研究開發(fā)的自動化病毒檢測平臺可以顯著提高檢測速度和通量，同時儀器和試劑成本的降低使得該平臺的大規(guī)模生產(chǎn)以及快速部署成為可能，擴(kuò)大了流行病預(yù)防的檢測能力，為更好地應(yīng)對未來的大流行病做好準(zhǔn)備。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05408-3

注：此研究成果摘自《Nature》雜志，文章內(nèi)容并不代表本網(wǎng)站的觀點和和立場，僅供參考。

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