光流体芯片直接检测埃博拉病毒

检验之星

加州大学圣克鲁兹分校的研究人员近日开发出一种基于芯片的技术，能够可靠检测埃博拉病毒及其他病原体。此系统直接对病毒分子进行光学检测，可集成为一个便携的仪器，在现场检测埃博拉病毒感染。这项成果于9月25日发表在《Scientific Reports》上。

自2014年以来，西非爆发的埃博拉病毒已造成11,000多人死亡，而几内亚和塞拉利昂仍有新病例出现。目前检测埃博拉病毒的金标准方法是通过PCR来扩增核酸进行检测。不过PCR适用于DNA分子，而埃博拉是RNA病毒，故需要先使用逆转录酶。

“与我们的系统相比，PCR检测更为复杂，且需要一个实验室的环境，”文章的资深作者、加州大学圣克鲁兹分校的Holger Schmidt教授谈道。“我们直接检测核酸，并且我们能实现相当的检测极限和出色的特异性。”

在实验室测试中，此系统能够灵敏地检测埃博拉病毒，而两种相关病毒（苏丹病毒和马尔堡病毒）却不会带来阳性结果。不同病毒浓度的测试表明，它能够准确定量六个数量级的病毒。在样品处理过程中加入“预浓缩”的步骤还能扩展检测极限，使其与PCR分析相当。

此系统融合了两块小的芯片，其中的微流体芯片用于样品制备，而光流体芯片用于光学检测。十多年来，Schmidt及其同事一直在开发光流体芯片技术，当单个分子穿过充满液体的微小通道时对其进行光学分析。微流体芯片作为第二层，紧邻着光流体芯片。


Schmidt的实验室与加州大学伯克利分校的Richard Mathies合作开发了微流体芯片。它由硅类聚合物、聚二甲基硅氧烷（PDMS）组成，并具有微阀门和流体通道来运行各个节点间的分子。目标分子（埃博拉病毒RNA）与磁珠上附着的互补寡核苷酸结合而分离。用磁铁来收集磁珠，并洗掉非目标的生物分子，然后加热释放目标分子，加上荧光标记，并转移到光流体芯片上进行检测。

Schmidt指出，他的研究小组还没能够测试原始的血液样本。这将需要额外的样品制备步骤，并且需要在生物安全性4级的实验室中完成。


“我们正在建造一台原型机器，放在德克萨斯州的实验室，这样我们就可以开始用血样，并完成从前期到后期的全部工作，”Schmidt谈道。“我们也在用这一设备来检测没那么危险的病原体，在圣克鲁兹分校完成全部的分析。”（生物通 薄荷）