立即注册找回密码

QQ登录

只需一步,快速开始

微信登录

微信扫一扫,快速登录

手机动态码快速登录

手机号快速注册登录

搜索
小桔灯网 门户 资讯中心 产品杂谈 查看内容

各具特色的中外手持式PCR仪

2022-1-17 09:58| 编辑: 归去来兮| 查看: 2629| 评论: 0|来源: IVD技术咖

摘要: PCR作为一种高通量核酸分子检测方法,早已名声在外。其在使用过程中,多以体积较大的PCR仪为主,检测试剂也需配合样本前处理方法进行使用,对操作人员和产地要求相对较高。但伴随着技术进步与市场需求,流水线工作站 ...
PCR作为一种高通量核酸分子检测方法,早已名声在外。其在使用过程中,多以体积较大的PCR仪为主,检测试剂也需配合样本前处理方法进行使用,对操作人员和产地要求相对较高。但伴随着技术进步与市场需求,流水线工作站、一体化检测系统近年来日渐红火,PCR仪也被作为模块之一整合至全流程检测系统中,但这种设备的占地面积通常较大,适用于大样本的批量检测。而新冠疫情之后,分子POCT甚至于家庭自检产品开始崭露头角,设备小型化、检测时间短、操作更简便的产品,一直为大家所期待。特别是基于PCR技术的便携式产品,其不仅在技术原理上更加为人所接受,应用范围的拓展空间也更加宽广。而手持式PCR仪的出现,正是为便携式变温检测系统的一种诠释。



1.Visby Medical Inc
(1)公司简介
Visby Medical Inc成立于2012年,其开发的无仪器、一次性PCR试剂,可随时随地按需检测,快速获取结果。该平台开发的新冠检测试剂获得FDAEUA,授权于实验室检测使用(非居家自检),其检测性传播疾病的试剂也已获得了FDA许可和CLIA豁免,用于检测沙眼衣原体、淋病奈瑟菌和阴道毛滴虫


(2)操作方法
Visby Medical产品是一款一次性使用的一体化检测卡,操作过程相对简单,大致包含以下步骤:
①采集样本至产品自带的保存管中,并混合均匀;
②利用滴管吸取样本至检测卡标示为1的样本孔中;
③关闭样本孔盖,并依次按下检测卡的1、2、3号按钮;
④连接电源,仪器自动运行;
⑤30分钟后即可在检测卡上观察到检测结果。
详细过程可参考视频:

(3)检测原理
Visby Medical检测卡的工作流程如下图所示,总体上与核酸分子检测流程无异,同样包含样本处理→核酸扩增→产物检测,对应检测卡中的样本制备模块、放大模块和检测模块。
在使用时,当样本加入检测卡后,需手动依次按下按钮1→2→3,此时便启动了样本的输入处理步骤,使得样品通过过滤器被截留捕获,并依次经过洗涤和洗脱步骤,从而获得目标样品,再将其送入灭活室中。灭活室中包含加热器,可使酶失活或裂解释放核酸。裂解释放的样品再被输送至混合室中,与扩增试剂原料混合,并被驱动进入放大模块,执行PCR程序。对于RNA样品,在PCR之前可接入RT模块(图中未画出),以便RNA逆转录成cDNA。扩增后的产物再进入检测模块,与试剂反应,显示结果。

其中,在核酸扩增过程中,该检测卡使用了连续流PCR(continuous-flow PCR)。从其放大模块可以看到蜿蜒回旋的形状,对应回路中形成的不同温度带,如图中弯曲部分为低温退火/延伸区,中间部分为高温变性区。PCR反应溶液在流动的过程中,先经过高温预变性区域,再进入循环扩增区域;在循环扩增区域,往复流经变性-退火/延伸区,使得核酸在不同温度区域中实现扩增。当流经整个扩增区域后,则完成了40个循环的扩增过程。


其检测方法采用核酸杂交捕获和酶催化显色反应。带有生物素标记的引物,与靶标核酸结合扩增后,使得扩增产物带上生物素标记;该产物进入检测模块后,可与包被在检测区域的互补探针杂交,从而被固定;最后标记有链霉亲和素的酶(如辣根过氧化物酶)与生物素结合,从而形成固相载体-捕获探针-扩增产物-酶复合物;而酶则可催化底物显色,实现结果判读。

(4)产品特点
该产品为一体化的一次性检测卡,无需额外配备PCR仪器,可随时随地按需进行测试,用完即弃。


2.Mesa Biotech
(1)公司简介
Mesa Biotech成立于2009年,2021年被赛默飞收购,其研发的流感A/B型和呼吸道合胞病毒(RSV)已获得美国FDA的510(K)许可和CLIA豁免,新冠检测试剂也获得FDA EUA(非居家自检)。


(2)操作方法
Mesa Biotech检测卡盒需配合其检测基座使用,检测卡为一次性使用,其使用方法大致如下:
①接通检测基座电源,打开盖子;
②采集样本至试剂自带的保存管中;
③取出检测卡置于检测基座上;
④撕开检测卡加样孔上的铝箔膜,并用滴管吸取样本加入检测卡中;
⑤盖上检测基座盖子,检测基座自动运行检测;
⑥30分钟后完成检测,取出检测卡,观察检测卡的结果窗口,判读结果。
详细过程请参考视频:

(3)检测原理
Mesa Biotech检测卡的靶标微流控部件包含样品输入、裂解、逆转录、扩增和检测五个腔室。样本通过样品输入腔室进入裂解腔室后,在化学试剂或加热条件下裂解释放核酸,再分别通过逆转录和PCR扩增。其中扩增反应为不对称PCR,可产生单链扩增产物,以便后续的核酸杂交检测。扩增后的产物在进入检测腔室后,与检测试剂混合,并进行侧向层析,最后结果可在检测条带中显示。
检测卡预装的试剂储存在试剂凹槽位置,可为液体或冻干试剂。当样品由上一个腔室流经下一个腔室时,先通过试剂凹槽与试剂混合,再执行后续的反应过程,如试剂凹槽15预装逆转录原料,则可在第一腔室进行逆转录反应。


Mesa Biotech检测卡采用PCR+免疫层析相结合的方法进行检测,扩增后的核酸产物进入检测腔室时,可与检测颗粒混合使得待检测靶标核酸带上标记,且在检测条带层析过程中,可被检测探针捕获,从而在检测区域显示结果。
另外,单个检测条带上可使用多个捕获探针,从而实现多个扩增子的多重检测。同时,检测卡也可设计为并行的多腔室,以实现反应的多重检测。



(4)产品特点
基座可重复使用,相当于一台小型仪器;检测卡为一次性使用耗材,样本配合其专用采样管加入检测卡后,进行简单的热裂解处理。


3.Nippon Sheet Glass Co., Ltd.
(1)公司简介
日本板硝子株式会社(Nippon Sheet Glass Co., Ltd.)是一家全球知名的玻璃制造商,结合其创新技术开发了一款紧凑、快速、轻便的移动实时PCR装置PicoGene,该设备可以在现场快速识别各种类型的基因,因此有望用于工厂食品卫生、环境污染调查和生物勘探等广泛领域。


(2)操作方法
日本板硝子株式会社(Nippon Sheet Glass, NSG)的Mobile Real-Time PCR device(PicoGene™ PCR1100E)操作比较简便,总共只需三步:
①将样品加入测试芯片中;
②将测试芯片装载至测试设备中;
③按下“开始”按钮启动测试,根据项目不同,可快至10分钟获得结果,以实时荧光扩增曲线的形式展示。
详细过程请参考视频:

(3)检测原理
该产品目前仅用于科研使用,从其公布的信息上看,对样本处理过程的描述较少,可能是直接加提取纯化后的核酸,或是对样本的处理较为简单,如免提取、加热裂解等简单处理。其核心技术是基于NSG技术储备开发的微流控芯片和荧光检测系统。其中在PCR循环扩增时,通过在左右两端分别设置高温区和低温区,使得样品通过微流道在两个温度区域来回切换流动,实现PCR的循环扩增程序,同时在样品流动过程中采集荧光信号,形成实时荧光检测信号,以对检测结果进行判读。




(4)产品特点
如同手机式的PCR仪,内置电池,可自由移动,检测结果为实时荧光PCR扩增曲线。

4.中科生仪
(1)公司简介
北京中科生仪科技有限公司成立于2009年,公司侧重于便携式核酸分子检测设备、实用化POCT设备、基因测序技术及装备,以及相应的配套试剂产品等原始创新研发和产业化工作,目前处于研发阶段的产品线包括:现场级核酸提取与定量PCR一体化系统;手持式核酸等温扩增系统;数字化PCR系统;手持式阵列传感器电子鼻系统;手持式高精度肺功能检测系统;高通量半导体基因测序系统等。




(2)操作方法
中科生仪的手持式PCR仪器“CarryOnP1000Q”搭配其检测芯片使用,操作过程简单,大致为:
①利用拭子采集样本后,可将拭子头直接折断在检测芯片加样孔中,并拧上盖子;
②取下垫片,按压检测芯片,使得试剂引入管路层中;
③启动仪器,扫描录入检测芯片信息;
④打开仪器盖子,插入检测芯片,再盖上盖子,点击运行检测;
⑥大约40分钟后,检测结束,可查看实时荧光扩增检测结果。
详细过程请查看视频:

(3)检测原理
中科生仪的“CarryOnP1000Q”是一款集合了核酸提取、纯化和扩增的便携式检测装置,其检测芯片预装的试剂,在样本导入后,配合仪器可完成从样本处理到结果输出的全流程。其中样本处理过程中采用了超声振动+磁珠吸附,并配合时间矩阵,使得样本处理时间缩短,提高实验效率。纯化后的核酸在泵阀驱动下,进入扩增仓反应。
在执行扩增反应时,仪器温控系统配合芯片结构,对反应温度进行调控,确保扩增反应快速进行,并在预设温度范围内对扩增信号进行采集,最后当反应结束后,散热单元对芯片进行完全散热,以便快速更换芯片进行新一轮的检测。


(4)产品特点
流程集成化,操作简单化,一步加样后,可由芯片完成核酸提取、扩增和检测过程;仪器内置电池,可持续供电3.5小时,检测结果可通过蓝牙、WiFi或4G等无效通讯模块无线传输。


5.总结
小型化、便携式的设备,其通量通常较小,以上列举的手持式PCR仪单次测试均只能检测一个样本。因此,小型化设备,特别是核酸分子检测产品,其在产品开发过程中就应该找准定位、明确应用场景,脱离实际使用场景的产品,终会被市场淘汰。
在明确定位后,产品开发的要求可能也更高。对于这种手持式PCR仪,需要在保证结果的前提下,使其操作过程更加简洁人性化,运行时间更短,甚至续航能力更长,这样才能契合产品的定位。
再者,便是成本控制问题。这种集成化、一体式的检测产品,其试剂和耗材成本一般均较高,如何在产品研制成功后,进一步降低检测卡的生产制造成本,或许也是企业的一个难点。



参考资料

[1]各公司官网.


若涉及侵权,请联系删除.





声明:
1、凡本网注明“来源:小桔灯网”的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,转载需联系授权。
2、凡本网注明“来源:XXX(非小桔灯网)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。其版权归原作者所有,如有侵权请联系删除。
3、所有再转载者需自行获得原作者授权并注明来源。

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

最新评论

关闭

官方推荐 上一条 /3 下一条

客服中心 搜索 官方QQ群 洽谈合作
返回顶部