截止目前,全球累計確診新冠肺炎超過2258萬例,死亡超78萬例。
事實并沒有像我們期待的那樣,夏天的高溫也無法阻止疫情蔓延。
盡管國內(nèi)疫情在嚴格的防疫政策下逐漸好轉(zhuǎn),國內(nèi)人民生活步入正軌,但放眼全球,我們?nèi)匀灰鎸λ烈忸B固的病毒,出門帶上口罩,必要時做核酸檢測。
最煎熬的,是等待檢測結(jié)果的時間。一般而言,核酸檢測的過程,少則5、6小時,多則幾天。為什么這一過程需要如此長的周期呢?利用光譜檢測新冠病毒的方法會更好嗎?
核酸檢測樣本超過72小時就幾乎沒用
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當下的新冠病毒核酸檢測主要采用聚合酶鏈反應(yīng)檢測(PCR)方法。這一方法需要先采取咽拭子樣本,然后送到檢驗醫(yī)學(xué)中心,醫(yī)務(wù)人員依次在試劑準備區(qū)接受患者樣本,在樣本準備區(qū)對樣本的核酸進行提取,在擴增區(qū)擴增復(fù)制核酸樣本,最后在擴增產(chǎn)物分析區(qū)分析樣本內(nèi)核酸能否與標準樣本配對,并通過儀器檢測結(jié)果是否呈陽性。
正是物流和處理步驟的繁雜,致使被檢測者從開始檢測到拿到檢測結(jié)果間隔時間較長,這也就意味著,患者在等待結(jié)果的這段時間,面臨更多感染或被感染的風險。
根據(jù)美國中文網(wǎng)的報道,最近CNBC與全球數(shù)據(jù)和調(diào)查公司Dynata合作進行的一項調(diào)查顯示,將近40%的美國人不得不等待三天以上才能收到新冠病毒檢測結(jié)果。哈佛大學(xué)衛(wèi)生學(xué)教授阿希什·賈哈博士表示,如果檢測需要48小時以上,就會失去對被檢測者密切接觸人的行為追蹤,如果時長超過72小時,測試幾乎沒有用了。
盡管PCR檢測方法靈敏度高,在低病毒濃度時就能檢測出結(jié)果,但是其高成本與長周期的缺點則需要其他檢測方法來彌補。
基于光譜傳感器,檢測時間縮短至15分鐘
科學(xué)的想象力無限,艾邁斯半導(dǎo)體將光譜傳感技術(shù)應(yīng)用到COVID-19檢測中,彌補目前PCR檢測方法的缺點,可將檢測時間縮短至15分鐘。
如何將光譜傳感器應(yīng)用COVID-19中?艾邁斯半導(dǎo)體全球先進光學(xué)傳感器部門的執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Jennifer Zhao介紹,將傳統(tǒng)的側(cè)向?qū)游鰴z測(LFT)同專有的光譜傳感技術(shù)相結(jié)合,就能得到專用于檢測COVID-19的數(shù)字化LFT。
LFT側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)并不是一項新的技術(shù),該技術(shù)是20世紀90年代在單克隆抗體技術(shù)、膠體金免疫層析技術(shù)和新材料技術(shù)上發(fā)展起來的一項新型體外診斷技術(shù)。它是以微孔濾膜為載體,將特異性抗原或抗體固定在微孔濾膜上,待測樣品通過側(cè)向移動和過濾過程中的顯色反應(yīng),達到自動分離和鑒別的目的。
側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)在醫(yī)學(xué)檢測、食品質(zhì)量檢測、環(huán)境檢測、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,大多數(shù)驗孕棒就應(yīng)用到該技術(shù)。具有快速、經(jīng)濟高效的優(yōu)點,但傳統(tǒng)的側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)是通過肉眼觀察讀出結(jié)果,測試結(jié)果不可量化,且靈敏度和準確度同臺式實驗室測試相比相差較大。
基于艾邁斯半導(dǎo)體光譜傳感器的數(shù)字化LFT,靈敏度是人眼識別的10倍。此外,該款LFT檢測設(shè)備還具有特異性和連接性。其特異性體現(xiàn)在通過組合光譜讀出器和適當?shù)纳锘瘜W(xué)法,選定特定病毒;連接性體現(xiàn)在通過藍牙模塊和獲得醫(yī)學(xué)認證的云設(shè)備,對全球定量數(shù)據(jù)進行云采集。
根據(jù)艾邁斯的介紹,數(shù)字化LFT中用到的光譜解析讀出器是產(chǎn)品型號為AS7341L多頻道光譜傳感器,該傳感器共有包括8個涵蓋可見光波段的通道、1個涵蓋近紅外的通道和1個涵蓋全光電二極管感光通道,可以實現(xiàn)遠超過人眼識別范圍的高精度顏色測量。將讀出器置于雙線LFT試紙上,借助兩個LED進行反射至讀出器上,完成對抗體的檢測。
艾邁斯半導(dǎo)體光譜傳感器支持的數(shù)字讀出器
因為檢測抗原時的C反應(yīng)蛋白(CRP、炎癥標記物)含量低至10pg/ml,所以需要借助UV LED增加檢測靈敏度。Jennifer表示,這一款光譜解析讀出器在其他領(lǐng)域已經(jīng)量產(chǎn)且非常成熟,所以非常有信心將其用到COVID-19 LFT測試上。另外,數(shù)字化LFT檢測COVID-19的準確程度在80%-90%,盡管暫時沒有達到臺式實驗室約90%的準確率,但是符合檢測規(guī)則標準。
目前,艾邁斯半導(dǎo)體與Senova、Healthcare達成合作,預(yù)計在今年9月前提供這款經(jīng)過醫(yī)療產(chǎn)品CE認證的一次性專業(yè)檢測套件的產(chǎn)量,后續(xù)進一步開發(fā)提供家用認證設(shè)備。
光譜傳感器,不止檢測COVID-19
近日,我國新冠疫苗研發(fā)取得新進展,國藥集團董事長劉敬楨表示,國際臨床三期試驗技術(shù)后,滅活疫苗就可以進入審批環(huán)節(jié),預(yù)計今年12月底能夠上市,年產(chǎn)量將超2億劑。新冠疫苗量產(chǎn)后,基于光譜傳感器的數(shù)字化LFT還有用武之地嗎?
不同階段的COVID -19檢測
盡管COVID-19催生了基于光譜傳感器的數(shù)字化LFT,但這項技術(shù)創(chuàng)新并不局限于檢測COVID-19。近期來看,抗體LFT檢測可以用于注射疫苗后的抗體檢測,幫助使用者確定是否需要再次注射疫苗,長期來看,該項技術(shù)也可以檢測除了COVID-19之外的病毒或細菌,通過采用與不同的蛋白酶結(jié)合并產(chǎn)生光學(xué)上的變化,就能檢測甲肝、乙肝等其他疾病。
不過,數(shù)字化LFT才剛剛起步,艾邁斯半導(dǎo)體推出的應(yīng)用于檢測COVID-19的光譜傳感器是一個很好的推動者,當然,也需要更多企業(yè)的加入。在LFT數(shù)據(jù)流方面,也需要更多的云廠商提供支持,實現(xiàn)疫情監(jiān)控提供共享數(shù)據(jù),助力醫(yī)療建設(shè)。