分离技术在新型冠状病毒研究和防疫检测中的应用

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情的爆发给世界公共卫生安全带来前所未有的挑战。随着新型冠状病毒(SARS-CoV-2)相关研究的不断深入,众多分析检测技术相继被应用,推动了病毒检测、疫苗和创新疗法的研发,从而使疫情早日得到控制。分离技术作为生命科学、医学、药学领域的关键技术,操作简单,分离效率高,选择性强,在新型冠状病毒的分离、检测、诊疗及防疫中起到不可替代的作用。

离心技术操作简易,成本较低,是通过控制离心机转速实现样品中蛋白质、核酸及细胞亚组分的分离。作为最基础的分离技术,离心技术在新型冠状病毒检测中可用来分离血浆中的血清,用于抗体和抗原的检测。在新型冠状病毒实验室研究环节,通过离心技术可分离鼻咽拭子中颗粒物质以及未消化的死细胞和纤维碎片,并反复离心清洗来沉淀纯化病毒核酸。相比于普通离心技术,超速离心技术具有更强的离心力场,可迅速实现小颗粒(如病毒颗粒、蛋白质等)的沉降分离。Bao等使用超速离心从Vero E6病变细胞中沉淀获得病毒颗粒,研究了SARS-CoV-2在表达人ACE2转基因小鼠中的致病性。Zost等将超速离心用于S蛋白假型慢病毒的分离,来测定两种单克隆抗体的中和能力,结果显示假病毒比野生型病毒具有更敏感的中和表型,证明在单克隆抗体效果测定中使用活病毒的必要性。此外,聚蔗糖-泛影葡胺(Ficoll-hypaque)密度梯度离心技术也被用于分离PBMC,以研究普通冠状病毒和SARS-CoV-2的免疫学差异。

新型冠状病毒研究已取得一定进展,分离技术在其中发挥着重要作用。其中,AC和SEC广泛用于病毒相关蛋白质纯化中;精密仪器制造业的发展,促使HPLC分离效率的提升,是完成高灵敏度、快速解决病毒代谢组学分析的关键手段;新材料和电子技术的进步,带动磁珠和微纳分离技术的灵敏度提升和应用范围拓展,尤其是对化学试剂消耗降低,实现了对环境的友好,是解决细胞分析、核酸分离和免疫学检测的首/选技术;传统的离心技术在病毒颗粒和细胞分离中发挥着不可替代的作用;电泳技术主要用于PCR产物分析。

当前,新型冠状病毒检测的难点主要集中在“假阳性”和“假阴性”结果上。作为新型冠状病毒检测的“金标准”,核酸检测能检测出处于窗口期的患者,但病毒载量差异、样品采集、诊断试剂质量、实验操作等问题会导致“假阴性”结果;抗体检测操作简单快捷,可作为核酸检测假阴性的有效补充,但其对灵敏度和特异性要求高,灵敏度低会产生“假阴性”结果,特异性低则会产生“假阳性”结果。分离技术作为新型冠状病毒检测的关键技术,可分离纯化复杂基质中病毒颗粒、核酸和蛋白质,减少基质中干扰物质带来的“假阳性”结果;同时,分离技术与新型检测技术结合,可进一步提高病毒相关蛋白质检测的灵敏性和特异性,确保检测结果准确可靠。

综上所述,分离技术在新型冠状病毒研究和防疫检测中应用广泛。这些分离技术各具特色,根据实验需要选用合适的分离技术,灵活组合,能有效推动新型冠状病毒检测、疫苗和创新疗法的研发,使疫情早日得到控制。