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发烧了!如何快速准确辨别流感、登革热、还是伊波拉?

2014/12/18 来源:生物探索
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导读
当人类感染流感、登革热、伊波拉等病毒时,感染初期都会发烧。但即使意识到发烧,又如何快速准确知道感染哪种病毒? 这些病毒感染如果拖延检测,随时可能夺命,而现下实践中的检测技术,未能做到即时检测并识别此类病毒。香港企业三和生物科技有限公司于香港科学园自主研发的微流控生物芯片或许能成为复合诊断的新方向。


登革热今年疫情十分严峻,广州登革热爆发记录为20年来最严重,成为今年重灾区,所幸冬天已至,气温慢慢下降,登革热疫情有所趋缓,但流感疫情却持续加温。北京11月的流感病例比前一个月上升4倍,北京疾控中心即在12月发布流感疫情提示-警惕H3N2,而福建在12月初已经出现H7N9甲型流感病例。死亡率极高的埃博拉病毒,欧洲、美洲也未能幸免,谁能保证不会抵达中国?现今社会,人类与动物的交叉感染已被确诊为新型及突发性传染疾病的潜在危机,正如登革热、甲型流感病毒和埃博拉病毒。当人类感染了来自动物宿主中变异重组的病毒时,就可能会对人类健康造成重大威胁,例如早前在中国及香港爆发的甲型禽流感以及2009年爆发并全球施虐的甲型猪流感。这些病毒往往在自然环境中潜伏于各类动物,通过直接或间接的接触,对人类健康造成威胁。这使得动物的疫情检控变得十分关键。当人类感染此类病毒,发烧是他们感染初期的共同症状,即使意识到发烧,又如何快速准确知道感染哪种病毒? 这些对生命均具威胁的病毒感染,拖延检测,随时可能夺命,而现下实践中的检测技术,也未能做到即时检测并识别此类病毒。

备受关注的微流控技术与实验室芯片技术将有可能有助于根治诊断拖延的窘况。

微流控生物芯片

流体操作是生物、化学、材料等科学实验中的”必修课“,除了液相色谱及电泳检测等需要液相环境, 制备样品DNA和PCR反应体系也是要求在液相条件下进行操作。现阶段,科学家们都尝试地将实验室的繁琐而耗时耗量的样品制备、生化反应、结果检测等步骤集成到芯片上,即生物芯片,从而提高效率和减少材料消耗(实验室用量降至皮升甚至纳升),就使得微流体装置及设备应运而生。微流体技术逐渐地成为生物芯片技术发展的一项关键支撑技术。

微流控的研究始于80年代初并用于喷墨打印机喷头,DNA芯片,实验室芯片技术,微推动及温度脉冲技术。这项技术能精确控制和操控微尺度流体,尤其特指亚微米结构;且其最大特点就是”微“用量, ”微“消耗,”微“设备。其大多数的应用都采用被动流体控制技术,如毛细作用力。正如旋转驱动利用离心力使无源芯片上的流体移动。而活性微流控则是利用限定的作用流体对活性组件反应作为微型阀或者微型泵。微型泵会持续不断的推动流体。微型阀确定流体流动方向或者流体输送模式。在实验室中,通常用于提高芯片操作上的工作效率和流动性,以及减少样品与试剂的体积消耗。微流体与微量的区别在于流体的流动性,通过流体的表面张力、动力消耗与流动阻力控制流体系统。


而微流体芯片,即“芯片实验室”(Lab-on-a-chip),是指于单一小型芯片上进行多种化学整合、生物分析操作的极微少液量的处理技术。它通过微机电结合实验室分离纯化,以及酵素反应等装置,把实验工作微小化至生物芯片上以进行生化反应与分析,主要分为样品前处理芯片、反应型芯片及分析型芯片。微流体芯片可对微量流体(包括液体和气体)进行复杂、精确的操作,包括混合和分离微量流体、化学反应、微量分析,且在细胞的筛选、信息核糖核酸的提取和纯化、基因测序、单细胞分析、蛋白质结晶等方面发挥独特的作用。其不仅体积轻巧、使用样品及试剂量少,且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃,因此在生物技术研究上的应用范围逐渐变得广泛,也成为许多科学家与企业所关注的热门技术。

早期于香港科技园,香港三和生物科技有限公司在得到香港相关政府部门的支持下与纳米研究院及德国研究机构合作,自主研发出具备快速复合检测能力的微流控实验室芯片快速检测方案,初步通过了动物检测试验-甲型流感的应用芯片 (H7N9, H1N1, H3N2),成功在15分钟内同时检测三款甲型流感病毒。其检测技术基于免疫分析法,具有极高特异性,主要依靠抗原、抗体、荧光标靶信号。与传统的酶联反应(ELISA)相比,微流控生物芯片主要突破了耗时长的缺点。


三和生物科技有限公司成立于2012年,成立以来致力于发展微流控体外检测平台,在人类与动物健康,食品安全以及环境诊断提供快捷与准确的免疫分析技术。三和生物科技结合微流控生物芯片和显微技术,自主研发出小型快速检测仪ALiA,ALiA被设计成一部可便携的多元复合型生物芯片(LOC)免疫体外检测仪,意为前线工作人员提供少于10分钟的快捷样品检测。 ALiA保留极高特异性及敏感度,适用于疾控前线不同环境:防疫站,急症分流,食安中心,流动实验室,检测所等,并能提供多元化测试。与现今的检测流程(2-24hs)相比,ALiA大大缩短了由样本到结果得出所需时间。首个复合甲型流感的应用芯片 (H7N9, H1N1, H3N2) 已经成功研发,并于2014年11月在香港科学园成功进行公众演示,有望推出市场后为动物检疫,公共安全及食品安全提供快速复合的检测方案,即时即场地得出所需的复合检测结果。

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