《Nat Commun:利用AIOD-CRISPR超灵敏地可视化检测新冠病毒》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-09-26
  • 今年3月,来自美国康涅狄格大学健康中心生物医学工程系的研究人员开始开发一种新的低成本的基于CRISPR的诊断方法,用于检测包括HIV病毒和新型冠状病毒(SARS-CoV-2)在内的传染病。如今,这种方法向成为快速检测传染病的前沿诊断技术又迈进了一步。

    在一项新的研究中,在康涅狄格大学健康中心生物医学工程系副教授Changchun Liu博士的领导下,这些研究人员开发出的这种称为“All-In-One-Dual CRISPR-Cas12a(AIOD-CRISPR)”的方法简单地、快速地、超灵敏地可视化检测SARS-CoV-2,可在家庭或小诊所使用。相关研究结果于2020年9月18日发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“Ultrasensitive and visual detection of SARS-CoV-2 using all-in-one dual CRISPR-Cas12a assay”。

    这些研究人员利用COVID-19临床拭子样本验证了这种诊断方法的临床可行性。此外,他们还使用低成本的暖手宝作为孵育器,在20分钟内给出临床样本检测结果。

    Liu说,“使用一次性暖手宝加热,可使得AIOD-CRISPR检测无需昂贵的电学设备,从而实现了对COVID-19的无仪器及时分子诊断(point of care molecular diagnostics)。”

    核酸扩增测试(PCR/RT-PCR)是目前较早检测病原体的最敏感、最特异的方法,但是由于需要专门的实验室设备和训练有素的技术人员,不适合用于快速的及时诊断。然而,高传染性的病原体则需要实时监测,以便阻止它们在人与人之间的传播。

    在这项新的研究中,Liu和他的研究团队使用28个临床COVID-19拭子样本的RNA提取物评估了他们的AIOD-CRISPR方法,其中包括8个COVID-19阳性样本。为了确保检测的可靠性,每个样本都在两个独立的实验中测试了两次。所有8个COVID-19阳性样本均在40分钟内确诊为阳性,而且是通过目视检测予以确认的。这些结果也与美国疾控中心(CDC)批准的RT-PCR方法的结果一致。

    这些研究人员还使用低成本的暖手宝作为孵育器来检测患者样本,以消除对电孵育器的需求。AIOD-CRISPR试管被直接放置在一个气动的暖手宝上,在LED灯下用肉眼就可以看到检测结果。

    Liu说,“这种简单、便携、灵敏的检测平台,有可能在家庭、医生办公室,甚至在免下车检测点,对COVID-19及其他传染病进行快速的较早诊断。”

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41467-020-18575-6;https://phys.org/news/2020-09-validate-clinical-feasibility-crispr-based-covid-.html;https://news.bioon.com/article/6778886.html
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  • 《Science子刊:利用智能手机超灵敏定量检测唾液中的新冠病毒》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-12-17
    • 根据一项新的研究,一种基于唾液的便携式智能手机平台为COVID-19测试提供了一种超灵敏但易于使用的方法,它可以在15分钟内给出测试结果,而无需进行当前金标准所需的资源密集型实验室测试。该方法在12名COVID-19感染者和6名健康对照者中进行了测试。相关研究结果于2020年12月11日在线发表在Science Advances期刊上,论文标题为“A smartphone-read ultrasensitive and quantitative saliva test for COVID-19”。论文通讯作者为美国杜兰大学医学院的Tony Y. Hu博士。 Hu及其同事们证实,这种技术将荧光显微镜读出装置与智能手机配对,从CRISPR/Cas12a检测中确定病毒载量,与成熟的定量逆转录酶聚合酶链式反应(RT-qPCR)方法一样有效。 这些作者写道,“我们相信,未来类似的智能手机平台有可能迅速扩大COVID-19筛查能力,并有可能简化接触者追踪的验证,以改善当地的疫情遏制,并为区域疾病控制工作提供信息。” 目前,大多数COVID-19检测需要在鼻后咽喉的上半部进行拭子采样---这是一个不舒服的过程,在运行RT-qPCR测试之前,需要穿着全套防护装备的医疗专业人员在空气传播感染隔离室中收集样本。然而,最近的研究已发现,SARS-CoV-2在早期感染期间可能同样存在于鼻咽部和唾液中,这表明基于唾液的COVID-19测试可能能够实现相对可靠但更简单、更安全的检测。 为了开发一种可广泛使用的基于唾液的测试平台,Hu及其同事们建立了一种原型测试芯片,该芯片使用CRISPR/Cas12a酶来增强唾液样本内扩增的病毒靶RNA的信号。他们将该芯片集成到一种基于智能手机的荧光显微镜读出设备中,该设备可以捕捉和分析图像,以确定病毒载量是否存在于阈值浓度以上。 这些作者用这种设计分析了12名COVID-19患者和6名健康对照者的唾液,发现这种方法成功区分了感染和没有感染SARS-CoV-2病毒的患者。此外,他们还比较了非人灵长类动物感染前后的鼻腔和唾液拭子。他们发现唾液拭子中SARS-CoV-2 RNA水平较高,这进一步表明唾液可能为感染后的诊断提供可靠的手段。 这些作者预计,该技术中使用的芯片的未来版本可能包含预装载的试剂和样本对照,而定制的智能手机应用程序可以实现安全的无线测试数据报告,以支持远程医疗工作。