科學家使用鐵磁機器人實現靈活高效的自動化病毒檢測
在全球范圍內提高病毒診斷和監測檢測能力是流行病預防的關鍵。核酸擴增檢測（NAATs）相比抗原抗體檢測具有更優的靈敏度、特異性和快速部署能力。然而，當前基于 NAAT 的自動化檢測平臺無法靈活實現集成的液體處理、分析和自動反饋流程，并且它們的設備笨重、昂貴、試劑損耗大，需要繁瑣的安裝和維護要求，因此限制了其檢測能力。
近日，來自加州大學洛杉磯分校（UCLA）的研究團隊在《Nature》期刊上發表題為“Ferrobotic swarms enable accessible and adaptable automated viral testing”的文章。該研究開發了一種基于NAAT的自動化檢測平臺，可以在靈活的工作流程中以并行方式執行可編程的液體處理和生物分析操作。
該平臺使用一群毫米級大小的磁鐵作為執行機器人（“鐵磁機器人”），它們可以精確操控磁性樣品液滴，并在核酸擴增檢測的基礎上高保真地提供靈活的工作流程。該平臺將流體設備、硬件和軟件集成在一塊手掌大小的印刷電路基板（PCB）上，可同時對16個樣本進行檢測。通過對PCB進行編程后能夠以全自動化的方式完成包括樣本輸運、分液、混合、逆轉錄循環介導等溫擴增（RT-LAMP）和比色法光電檢測在內的全部流程。此外，為了最大限度地提高篩查效率，研究人員建立了基于患病率的自適應檢測算法。該算法可以確定最佳的檢測模式，并根據方形矩陣集合方案操作檢測流程，避免了過于繁瑣的樣本處理程序。隨后，研究人員使用病毒樣本對該平臺的檢測性能進行測試，并與RT-PCR檢測(金標準)進行比較，結果顯示該平臺的檢測靈敏度為98%，特異性為100%。
該研究開發的自動化病毒檢測平臺可以顯著提高檢測速度和通量，同時儀器和試劑成本的降低使得該平臺的大規模生產以及快速部署成為可能，擴大了流行病預防的檢測能力，為更好地應對未來的大流行病做好準備。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05408-3
注：此研究成果摘自《Nature》雜志，文章內容并不代表本網站的觀點和和立場，僅供參考。
