新型低成本设备快速、准确地检测丙肝感染

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卡拉奇警察局Asghar, Ph值.D., senior author and an associate professor (on the left); and Sandhya Sharma, Ph.D.,在阿斯哈实验室. (Alex Dolce摄)


By 吉赛尔galoustian | 8/3/2022

丙型肝炎影响全球超过3.54亿人. 大约75%到85%的患者会长期感染,即慢性丙型肝炎. 如果不及时治疗,可能会导致肝硬化、肝癌或肝功能衰竭. 据估计,每年有100万人死于这种疾病.

尽管有有效的治疗方法, 只有20%的人被确诊, 在发达国家,只有7%的人接受了治疗. 在发展中国家或低收入国家, 全球78%至80%的病例分布在哪里, 只有不到1%的人接受了诊断和治疗.

诊断丙型肝炎最准确的方法是分子检测, 哪一个应该从抗体分析开始, 然后进行核酸检测,进行RNA检测,以确认初步结果. 然而, 目前的检测方法非常耗时, 在偏远和不发达地区部署成本高且具有挑战性. 

的研究人员 ysb体育官网’s 工程与计算机科学学院 和合作者, 是否设计了一个微流体平台,该平台包含了不同的步骤,通常由训练有素的人员在复杂的实验室设置在一个平台上执行. 整个病毒检测过程在一个设计独特的程序中执行, 便宜的, 一次性, 以及自驱动微流控芯片. 

该设备用户友好, 携带方便,只使用少量样品和试剂,可提供目视确认. 这种全自动的样本-答案-输出分子诊断装置在大约45分钟内快速检测出丙肝病毒. 该技术使用相对便宜且可重复使用的设备,用于样品处理和疾病检测,成本约为50美元. 这种一次性微流控芯片还能缩短可靠诊断的时间,成本约为2美元.

研究结果发表在期刊上 生物传感器 , 结果表明,用该设备检测的加有丙型肝炎病毒颗粒的人血浆样本具有500个病毒拷贝/毫升的高敏感性和特异性, 不需要训练有素的技术人员, 昂贵的设备, 或设施. 基于rna的设置利用了比色结果读出, 哪一种方法准确,可以在低收入地区实施, 让人们能够接触到它.

ysb体育官网用于测试的免提微流控芯片易于组装,为实验室外的大规模测试提供了一种实用方法,” 卡拉奇警察局Asghar, Ph.D.高级作者,副教授 电气工程与计算机科学系. “The operating procedure of the chip is straightforward; once samples are introduced to the inlet chamber, 自动化系统将自动运行.”

该装置包括一个自动的一次性微流控芯片, 一种小型表面加热器制造技术, 以及可重复使用的磁力驱动平台. 紧凑的微流控芯片可以实现核酸分离, 净化, 放大, 并对扩增产物进行比色检测. 该系统利用一种染料,用肉眼检测扩增产物. 在双链DNA存在的情况下,染料的颜色从橙色变为绿色, 分析简单,不需要荧光成像.

该微芯片设计有不同形状的腔室,以便在整个执行过程中可以保留溶液. 菱形室包含不同的缓冲液,执行不同的任务,以达到最佳的RNA纯化. 入口室和反应室是两用室, 使等离子体处理步骤不那么复杂.

“有了这种分子诊断装置, 用户可以运行多个测试,因为只在最初和比色分析结束时需要注意, 这使得它非常适合应用于即时护理和不发达国家,”Asghar说.

世界卫生组织(WHO)的目标是到2030年将丙肝感染率降低90%,死亡率降低65%, 与2015年基线相比. 

“为了实现世界卫生组织消除丙肝这一公共卫生问题的目标, 世界需要加强和广泛的筛查,” Stella Batalama, Ph.D.复旦大学工程与计算机科学学院院长. Asghar教授和他的同事已经开发出一种具有成本效益的创新解决方案, 快速, 以及准确的即时病毒RNA诊断检测,以帮助妥善管理这种疾病,并减轻中低收入国家大规模检测的经济负担.”

该研究的共同作者是Sandhya Sharma博士.D., 她是Gateway大脑研究所的副研究员,她在能力的Asghar实验室工作时进行了这项研究; 伊曼纽尔•托马斯, M.D., Ph.D., University of Miami; and 马西莫Caputi, Ph.D.,复旦大学生物科学教授 施密特医学院.

这项研究得到了美国国立卫生研究院和美国国家科学基金会事业奖的支持.

Hepatitus微流体装置

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