文献递送│SENSORS AND ACTUAT B-CHEM报道SARS-CoV-2病毒核酸快速现场检测的新方法
日期：
2022-10-19
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文献递送│SENSORS AND ACTUAT B-CHEM报道SARS-CoV-2病毒核酸快速现场检测的新方法
2019年12月，一种新型冠状病毒—严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)开始爆发。准确、快速、方便、廉价的检测新型冠状病毒，对公共卫生、优化临床护理具有重要意义。目前诊断SARS-CoV-2感染的金标准是逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)，然而这种方法在实际应用中具有一定的局限性，首先是对检测机构的实验条件及操作人员的专业性有较高的要求，无法在基层实验室或现场检测；此外检测时间较长，从鼻咽采样到获得检测报告，通常需要6-8小时。东南大学医学院的研究人员将等温非酶信号扩增(催化发夹组装(CHA)反应)和侧向免疫分析 (LFIA) 技术相结合，开发了一种SARS-CoV-2的快速、简单和敏感(检出限为2000拷贝/mL)的检测方法（简称：CHA-LFIA检测）。从鼻咽采样到获得检测结果，只需不到90分钟，检测过程所用到的仪器设备只有恒温水浴锅和荧光定量分析仪，仪器小巧轻便且价廉，有望成为现场检测SARS-CoV-2时可替代 RT-PCR的新选择。
图1. CHA-LFIA检测SARS-CoV-2
病毒RNA方法综述
图2. CHA-LFIA检测SARS-CoV-2病毒RNA方法示意图(A)不加和加目标RNA的CHA反应;(B)检测地高辛-生物素双标记H1-H2杂交双链
如图2所示，CHA-LFIA检测SARS-CoV-2病毒RNA主要分为CHA反应和采用侧向免疫层析试纸条检测CHA反应产物两个过程。在CHA反应过程中，研究人员合成了两个发夹结构的寡核苷酸：地高辛标记的H1和生物素标记的H2，当鼻咽拭子裂解液中有SARS-CoV-2的RNA时，H1与RNA序列结合，被打开的H1发夹结构可与H2结合，H2发夹结构随即也被打开，最终可形成一端带地高辛一端带生物素的H1-H2-RNA复合物；侧向免疫层析检测过程中荧光微球上修饰的链霉亲和素与H1-H2-RNA复合物上的生物素结合，形成荧光微球-H1-H2-RNA复合物，该复合物上的地高辛分子可与T线上抗地高辛抗体结合，从而实现RNA的定量检测。表1. CHA-LFIA与RT-PCR检测SARS-CoV-2 RNA参考物质的比较
为了验证CHA-LFIA检测SARS-CoV-2病毒RNA的灵敏性，研究人员采用RT-PCR和CHA-LFIA两种方法对SARS-CoV-2 RNA参考物质进行了检测。CHA-LFIA法检测SARS-CoV-2 RNA参考物质的灵敏度比RT-PCR法低约半个数量级。鉴于COVID-19患者鼻咽拭子平均病毒载量为1.4×106 copies/mL，CHA-LFIA方法在感染早期使用鼻咽拭子标本检测SARS-CoV-2具有足够的敏感性。
表2. CHA-LFIA与RT-PCR检测30例临床样本SARS-CoV-2的比较
为了验证CHA-LFIA检测SARS-CoV-2病毒RNA的准确性，研究人员分别采用RT-PCR和CHA-LFIA两种方法对SARS-CoV-2 RNA参考物质和30例临床样本（15名SARS-CoV-2感染患者和15名健康个体的鼻咽拭子）进行了检测，CHA-LFIA结果与RT-PCR结果完全一致。本研究中所涉及的SARS-CoV-2病毒的检测方法所需实验设备少，操作相对简单和廉价，可以实现快速现场检测，也可以在更大规模的SARS-CoV-2感染筛查中提供标准化和经济有效的筛查。南京东纳生物Nanoeasy™核酸定量检测试剂是基于荧光侧向层析平台开发出的高性能核酸定量检测工具，通过高性能荧光微球、多重级联荧光信号放大技术，及纳米颗粒表面非特异性修饰等技术，大大提高了检测灵敏度和特异性，可实现对PCR产物及等温扩增产物等的快速定量；研发团队还开发了配套的小型化核酸荧光定量分析仪，具有检测精度高、稳定性强、检测速度快、成本低廉的优势。目前已对犬细小病毒、沙门氏菌等病原微生物检测，相关研究成果也已发表在专业期刊（往期文章：IEEE-NANO 2019收录东纳生物快速荧光定量平台检测沙门氏菌新成果；BMC出版社兽医学专业期刊发表-东纳生物快速荧光定量平台检测犬细小病毒新成果。）。
图3. Nanoeasy™核酸定量检测试剂及配套核酸荧光定量分析仪
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参考文献
Zou M , Su F , Zhang R , et al. Rapid Point-of-Care Testing for SARS-CoV-2 Virus Nucleic Acid Detection by an Isothermal and Nonenzymatic Signal Amplification System Coupled with a Lateral Flow Immunoassay Strip[J]. Sensors and Actuators B Chemical, 2021(6):129899.
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