新型3D打印寨卡病毒檢測器，只需2美元，僅汽水罐大小

近日，美國賓夕法尼亞大學(xué)（Upenn）機械工程和應(yīng)用力學(xué)系研究助理教授劉長春和Haim Bau帶領(lǐng)他們的團(tuán)隊開發(fā)出了一種低成本的3D打印寨卡（Zika）病毒檢測裝置。它的體積很小，僅和一罐汽水相當(dāng)，成本更是僅需2美元，而且不耗電，同時不需要專業(yè)知識就能輕松操作，只需由待試者提供其唾液樣本即可。如果檢測到病毒，該裝置中的可變色燃料就會變成藍(lán)色。

這種裝置的出現(xiàn)為人類對抗寨卡病毒帶來了新的希望，因為它可以做到與專業(yè)實驗室設(shè)備同樣快速準(zhǔn)確的診斷，體積卻比后者小得多，非常方便，甚至在野外也能輕松使用。

據(jù)南極熊了解，當(dāng)前公認(rèn)的檢測寨卡病毒的最準(zhǔn)確方法是檢測其本身的遺傳物質(zhì)。這種方法需要用到大量的病毒RNA片段，所以必須使用逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈技術(shù)（RT-PCR）。這種技術(shù)能不斷復(fù)制患者樣本中的病毒基因片段，直到它們的量達(dá)到可以被檢測到的程度。

在過去，這種過程中會涉及到多個精確溫度變化的反應(yīng)通常需要在裝備較好的實驗室中才能實現(xiàn)，不過現(xiàn)在，這個痛點已經(jīng)被Upenn的這項新發(fā)明徹底改變了，而它之所以能做到這一點是因為劉長春及其團(tuán)隊采用了一種名為RT-LAMP（逆轉(zhuǎn)錄環(huán)介導(dǎo)等溫擴增）的替代技術(shù)。該技術(shù)不需要RT-PCR的多個精確溫度變化，在特定的溫度下就能實現(xiàn)基因片段的擴增。

不過，作為一種簡化的方法，RT-LAMP需要更多專門的“引物”，即一些短基因片段來匹配測試病毒靶基因的特定區(qū)域。雖然文獻(xiàn)中并沒有記錄針對RT-LAMP技術(shù)的引物，但劉長春及其團(tuán)隊已經(jīng)通過數(shù)據(jù)挖掘成功設(shè)計出了這種引物。

有了引物，他們便同步設(shè)計出了前文提到的這種小巧的3D打印檢測裝置。它由診斷盒與處理器組成，能夠分離、濃縮和凈化病毒的遺傳物質(zhì)然后通過逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)行擴增。另外，由于采用了可通過化學(xué)反應(yīng)自加熱的元件和可以吸收熱量的蠟狀物，這種裝置還能在不使用電力的情況下維持溫度。

當(dāng)患者的唾液樣本注入后，這種裝置只需40分鐘左右就能完成檢測。目前，項目組成員已經(jīng)通過向他們自己的唾液中加入病毒驗證了這種裝置的效果，同時結(jié)果顯示，其靈敏度能夠與常規(guī)的RT-PCR檢測相媲美。未來，項目團(tuán)隊還計劃通過使用另一種熒光染料并集成智能手機相機來改進(jìn)這種裝置，令其能夠量化病毒含量。

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via 3ders