纸质分析设备检测社区废水,为COVID-19提供预警

2020/04/03 来源:生物探索
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导读
英国克兰菲尔德大学的研究人员通过从进入下水道系统的疾病携带者的粪便和尿液中获取生物标志物,检测感染了病毒的社区废水中的SARS-CoV-2。

英国克兰菲尔德大学的研究人员正在研究一种基于废水的流行病学(WBE)的检测方法,通过从进入下水道系统的疾病携带者的粪便和尿液中获取生物标志物,检测感染了病毒的社区废水中的SARS-CoV-2,为预测COVID-19的潜在传播提供一种有效和快速的方法。有关这项研究的详情发表在《Environmental Science & Technology》期刊上。


https://doi.org/10.1021/acs.est.0c01174

最近的研究表明,被感染者的粪便和尿液中可以分离出活的SARS-CoV-2,病毒在离开人体后,通常可以在适当的环境中存活数天。克兰菲尔德水科学研究所传感器技术讲师Zhugen Yang博士表示,在社区无症状感染或者当人们不确定自己是否感染的情况下,可通过他们设计的这种纸质分析设备实时检测社区污水,在早期对社区中的COVID-19进行监测以确定是否有病毒携带者,以便尽早采取有效干预措施以限制当地人口的迁徙,最大程度地减少病原体的传播和对公共健康的威胁。”


用于检测废水中的遗传物质的纸质设备。图片来源:克兰菲尔德大学

该纸质分析设备是一种小型分析工具,不同的功能区域用蜡印机打印,它将核酸检测所需的所有过程(提取、浓缩、纯化、洗脱、扩增和视觉检测)集成到一种廉价的纸材料中。将该纸质设备按步骤折叠和展开,可以从废水样品中过滤出病原体的核酸,然后与预装试剂进行生化反应,以检测是否存在SARS-CoV-2感染的核酸,检测结果通过肉眼便可观察:绿色圆圈表示阳性,蓝色圆圈表示阴性。

整个测试过程在不使用泵或电源的情况下,通过不同方式、不同步骤对纸基器件进行简单折叠来完成,克服了PCR的局限性并避免了多重过程。纸质分析设备能够进行多重、灵敏的检测,与PCR实验室测定相媲美,并为病原体提供高质量、快速准确的诊断。例如,在乌干达农村地区已经使用纸质设备对全血中的疟疾进行多重测定,可以在50分钟内灵敏地分析病原体的多重核酸序列,更高质量和更快地进行精确诊断。

研究人员补充道,这种用于检测废水中的遗传物质的纸质设备价格便宜(不到1英镑),经过进一步改进后,很容易供非专业人员使用,预计一旦在将来投入使用,将能够提供完整而即时的人口健康状况。此外,该纸质分析设备轻巧、轻便,易于堆叠、存储和运输,使用后也可焚化,降低了进一步污染的风险。

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