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来源:©Ethan Li et al .

Handyfuge是基于一个简单的儿童玩具

一种手动离心机与一种廉价的检测方法相结合,可在唾液样本中检测Sars-CoV-2。这个装置是在实验室发明的马努普拉卡什他的目标是使这种疾病的诊断在偏远或资源有限的地区成为可能。1

普拉卡什说:“到目前为止,大多数(针对Covid-19的)传统检测都集中在大城市医院的高通量、大规模检测上。”他的诊断装置可以用现成的组件构建,每个单元的成本不到5美元(3.90英镑)。每次测试的试剂成本约为一美元。

他已经开始在美国和玻利维亚验证该设备,并与亚马逊地区的一个医生社区合作,为偏远地区的人们服务。普拉卡什说:“病毒的特征正在土著社区传播,这些社区没有医疗基础设施来处理这样的事情。”

这个过程依赖于一个分析开发的康斯坦斯Cepko以及她在哈佛大学和霍华德休斯医学研究所的学生布莱恩·拉贝(Brian Rabe)基于环介导等温放大(Lamp)。这能够在单一反应温度下放大微克数量的病毒RNA。2

他们被激励着寻找能够利用新的供应链进行检测的诊断方法。使用了标准的实验室离心机,但Cepko和Rabe邀请了其他人来改进这一步的方案。

斯坦福实验室的Handyfuge是基于一个手电筒玩具,里面有一个单向棘轮,普拉卡什发现他的孩子们都有。Handyfuge遵循一个纸离心机这是他的团队在2017年开发的。

离心是分离生物样品中组分的重要方法。从疑似感染Covid-19的人身上收集的唾液首先被化学灭活。然后将试管在沸水中孵育5分钟,使病毒膜和蛋白质变性。

显示进行无电诊断测试所需的试剂和工具的图像

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Covid-19检测所需的材料。所有的化学品和设备都很便宜,而且免费

灭活样品放置在Handyfuge中,通过泵送手柄以最大速度旋转一分钟。沉淀物聚集在管的底部,清除的含有灭活病毒的上清液被倒入新的管中。添加盐粘合剂和商业上可用的硅珠用于从唾液中捕获核酸。

在进一步离心和乙醇清洗后,加入Lamp引物和其他试剂。成功的聚合反应大大降低了溶液的pH值,使检测病毒RNA的颜色从粉红色变为黄色。

斯坦福大学实验室目前正在与制造商商谈制造首批10,000台Handyfuges。普拉卡什说,下一步是在实地验证该测试。一旦完成,我们将申请监管部门的批准。

大多数Sars-CoV-2检测依赖于定量PCR检测,需要多个步骤和精确的温度控制,需要机器人和昂贵的机器。然而,使用Handyfuge的Lamp协议适用于可能不需要高吞吐量的低资源设置。Lamp可以检测到病毒RNA,每微升低于100份。反应需要半个小时,并给出明确的结果。

Cepko很高兴看到灵巧机。她说:“有很多积极向上的聪明人在研究这些问题,解决方案正在被找到。”现在是后勤和政治问题,把他们送到我们需要的地方。她补充说,任何接受过技术培训或拥有学士学位、能够处理样品和移液管的人都可以进行这种检测。

这种低成本的离心机是普拉卡什“节俭科学”努力的一部分,目的是开发廉价的工具,比如他的1美元就能买到这显微镜.这是一种平台技术,也将用于未来的廉价诊断,如疟疾或食品掺假。