恒温扩增检测仪

[仪器信息网讯] 2014年5月7日-5月8日，CFAS 2014第三届中国食品与农产品质量安全检测技术国际论坛暨展览会于北京国家会议中心召开。本次会议为期两天，邀请学界与业界的院士、专家、学者、企业家，展会吸引了1500余名业内人士参加，100余家企业参展并展示自己的成果。在本次大会举办的进一步推动和促进国内外食品与农产品质量安全检测技术会上，北京博奥晶典生物有限公司(以下简称：博奥晶典)的成后龙全国产品经理对此次展出的微流控恒温扩增平台在论坛上作了技术演讲，向大家介绍这套平台在食品安全快速检测领域及农产品快速检测应用状况，为更好地了解其技术原理及优势，仪器信息网编辑在现场对博奥晶典的成后龙经理进行采访。 北京博奥晶典生物有限公司成后龙经理　　仪器信息网：贵公司这套快速检测平台主要采用什么技术? 成后龙经理：这套平台结合了两个国际先进技术，一个是恒温扩增，一个是微流控芯片技术。恒温扩增技术，不需要传统扩增技术的温度变化，所有反应都在50-60度下完成。微流控芯片技术，是博奥的专利技术，而博奥也是国内唯一具有国际先进微加工工艺的公司。这种微流控碟式芯片具有多指标多样品并行检测、样品及试剂用量少的特点。不仅可以用于食品安全检测，农产品检测还可以应用在医学诊断等方面。 　　晶芯RTisochipTM-A恒温扩增微流控芯片核酸分析仪及其微流控蝶式芯片 仪器信息网:此款微流控恒温扩增仪是否专门定位食品安全监测领域?相比市场中其他仪器有什么优势？　　 成后龙经理：这个平台能够很好的满足食品安全快速检测的需要，是一个基于检测微生物的平台，同样也应用在临检，如呼吸道病原微生物检测，以及农业、奶制品、水质等病原微生物的检测。　 　恒温扩增和微流控芯片这两个顶尖技术相结合，博奥是国内第一家也是唯一一家。大家都知道，传统方法检测食源性微生物呢，一次只能检一个指标，而微流控碟式芯片上的24个检测通道，可以进行多指标多样品的并行检测。通道之间完全隔离，不接触空气，避免了交叉污染。另外，从实验成本控制角度来讲，碟式芯片上每个样品反应量仅需1.4&mu L,相应的试剂用量也减少到了几微升，更符合目前快速检测领域的需求。　　恒温扩增技术在食品安全检测方面的实际应用主要都是用来定性，其多个引物的设计能带来更高的特异性，反应快， 实验操作也非常简单，因此很适合快速检测。并且微流控芯片的结构设计有液封的效果，反应液的挥发并不严重，因此具有各检测孔反应均一、结果可控的优势。关于这两种技术的优劣势比较，行业内人士也都比较了解，我这里就不多作介绍，我们的技术创新主要是微流控芯片， 或者说微流控与恒温扩增技术的结合。　　仪器信息网：引物是否存在变性的可能?在检测中是否有质控? 成后龙经理：在检测中，我们有设定阳性和阴性对照，由于所有反应池里引物的包埋都是同时以同样的方式进行的，因此我们认为，如果阳性对照可以得到阳性结果，那么其他的引物也是能正常工作的。当然，也可以针对每一个反应池设置阳性对照，但根据我们的大量实验验证结果，这种设置不是必要的。 仪器信息网：在食品检测仪器这个大环境中，你们对恒温扩增仪如何定位？ 成后龙经理：如今不管是国家还是我们百姓对食品安全这个问题越来越重视，信息来源也越来越多。食品检测仪器的重要性和多样新就体现出来了。我们博奥晶典的恒温扩增仪可以说是拥有与众不同的技术。微流控芯片可以一次性检测多个样本多个指标。恒温扩增，不需要温度变化。整个检测反应时间最快20分钟就可以出来。所以我们定位在多指标多样本的快速检测，定性分析和半定量分析上。 　　关于北京博奥晶典生物技术有限公司：　 　北京博奥晶典生物技术有限公司是依托于博奥生物集团有限公司/生物芯片北京国家工程研究中心成立的一家全资子公司，整合了旗下系统化生物芯片相关的仪器 平台、技术力量、服务团队等优质资源，致力于为生命科学领域的实验室建设提供创新、完善的整体解决方案。公司主营方向：从事以微流控技术为核心的生物芯片 相关仪器平台的搭建及服务，提供领先创新性的技术应用思路、实验室建设及运营、技术支持及培训的整体方案，涵盖了生命科学研究、生物(含食品)安全、临床 诊断等领域。

p style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "span style="text-indent: 2em "在近日召开的国务院联防联控机制新闻发布会上，中国工程院院士、清华大学医学院讲席教授程京介绍了一款基于恒温扩增芯片技术、一次能对6种呼吸道病毒进行快速检测的试剂盒。/spanspan style="text-indent: 2em " /span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 585px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2184a4fc-0506-4778-9ee7-271a66c821bc.jpg" title="程京院士.png" alt="程京院士.png" width="500" height="585" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "这款新型检测试剂盒具有2大优点：能对对6种呼吸道常见病毒进行一并检测；检测速度快，在1.5个小时就能完成所有检测。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 397px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/10e81520-0028-44c9-9891-eedb826f1a53.jpg" title="微流控芯片.png" alt="微流控芯片.png" width="600" height="397" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "临床应用方面，这款新型检测试剂可以非常好地帮助临床医务人员做出鉴别诊断，迅速区分哪些人是新冠病毒感染者，哪些是其他病毒感染者，把合并感染、交叉感染的情况加以区分 。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "截至目前，国家药品监督管理局共应急批准17个新冠病毒检测产品，其中新冠病毒核酸检测试剂11个，抗体检测试剂6个。在核酸检测产品中，9款核酸检测试剂盒均基于荧光定量PCR法。而程京院士团队合作研发的这款新冠病毒检测试剂盒为名单中唯一上榜的基于恒温扩增芯片法的试剂盒产品。span style="text-indent: 2em " /span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 304px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4e92bcbf-87d2-4dd1-888b-e00656870e92.jpg" title="国家药监局批准可以临床使用的新冠病毒检测试剂产品.png" alt="国家药监局批准可以临床使用的新冠病毒检测试剂产品.png" width="600" height="304" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px text-align: center "国家药监局批准可以临床使用的新冠病毒检测试剂产品/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "荧光定量PCR技术想必大家并不陌生，那什么是恒温扩增技术？和荧光定量PCR相比又有哪些优势？/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "大家知道，核酸扩增是核酸分子诊断的关键技术。strong根据核酸扩增反应中温度变化要求，可以将核酸扩增技术分为两大类：一类是PCR核酸扩增技术，另一类是核酸恒温扩增技术/strong。PCR技术是指通过控制温度的变化来实现DNA扩增的三个步骤：模板变性（如95℃）－引物杂交（如58℃）－DNA合成（如72℃）。这种温度变化的循环重复（如重复35次）过程通常由精密而复杂的仪器（PCR仪）来控制。核酸恒温扩增技术（Nucleic Acid Isothermal Amplification，NAIA）则是扩增反应的全过程均在同一温度下进行，不须像PCR反应那样需要经历几十个温度变化的循环过程。这一特点使得它们对扩增所需仪器的要求大大简化，反应时间大大缩短，因而具有巨大的应用价值，成为分子诊断行业发展中的热点。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "恒温扩增技术是继PCR技术后发展起来的一门新型的体外核酸扩增技术。strong目前主要的恒温扩增技术有：滚环核酸扩增、环介导等温扩增、链替代扩增、依赖核酸序列扩增和解链酶扩增。/strong/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "strong滚环核酸扩增/strong（rolling circleamolification, RCA）是通过借鉴病原生物体滚环复制DNA 的方式而提出的，可分为线性扩增与指数扩增两种形式。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "strong环介导等温扩增/strong（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）。环介导等温扩增的六个区域设计四条引物，利用链置换型DNA聚合酶在恒温条件下进行扩增反应，可在15-60分钟内实现109-1010倍的扩增，反应能产生大量的扩增产物即焦磷酸镁白色沉淀，可以通过肉眼观察白色沉淀的有无来判断靶基因是否存在./pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "strong链替代扩增/strong（strand displacement amplification，SDA），靶DNA序列经加热变性后，引物与其互补链DNA单链退火，在聚合酶作用下产生带HincⅡ识别位点的目的DNA序列，该双链DNA进入SDA循环。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "strong依赖核酸序列扩增/strong（Nucleicacidsequence－basedamplification，NASBA），是一种扩增RNA的新技术，是由一对引物引导的、连续均一的、体外特异核苷酸序列等温扩增的酶促反应过程。反应在42℃进行，可以在2h左右将模板RNA扩增约109倍，不需特殊的仪器。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "strong解链酶扩增（/strongHelicase-dependent amplification，HDA）是解旋酶解开双链DNA，单链DNA结合蛋白与单链结合,使模板处于单链状态并保护其完整性，引物与模板结合,然后在DNA 聚合酶作用下扩增。生成的dsDNA作为底物进入下一轮扩增。恒温扩增温度取决于所用的酶，可以60～65℃，也可以是37℃。/pp style="text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px "诊断检测方法的建立，最终目的均是应用到实际检测中去。等温扩增技术无需复杂的仪器，不需要热变性与温度循环，同时具有简便、快速、灵敏度高、特异性强等优点，因此被寄予厚望。微流控芯片技术通过与等温扩增技术相结合，仅在一个芯片上即可完成核酸提取、扩增和检测等过程，具有快速、简便、结果直观和可进行高通量筛选等优点。随着相应的便携式装置的开发及费用的降低，等温扩增－微流控芯片技术必将成为下一代基因快速检测的发展方向。/p

随着全球新冠疫情爆发，原本只能在专业实验室开展的核酸检测逐步为大众所认知，而对于疫情控制所需要现场快速检测紧迫的需求，也驱动着全球诊断企业加速技术的革新。近两年越来越多的体外诊断企业开始探索居家检测，让传染病检测、癌症早筛等体外诊断项目逐步落地至家庭场景。体外诊断项目如何实现小型化、便捷化、家庭化，如何跳过样本流转和实验室检测环节，居家完成整个检验流程，一直是国内外相关体外诊断企业研发的重点。2020年底，随着Cue Health公司的家用新冠分子POCT检测产品的FDA获批及应用，将分子POCT检测从实验室带入了全程家庭化的全新场景。New ERA技术助推现场化核酸即时检测在此背景下，苏州先达基因科技有限公司将自主开发的新一代核酸检测技术（New ERA），配套微型核酸荧光检测仪（基因镜 GENEYE®），建立了先达基因New ERA核酸检测一体化解决方案，革命性地实现了全程10分钟现场化检测，极大提升了现有检测诊断技术水平。New ERA技术产品与基因镜（GENEYE®） “10分钟一体化核酸检测解决方案”流程图凭借该方案的技术优势，未来有望广泛用于医院床旁、基层诊所、野外、学校、机场、家庭等检测场景，甚至可应用于肿瘤、老年痴呆等早筛领域。基因镜搭配有独立APP及微信小程序，在手机上便可查看相应检测结果，满足了对便捷、私密的检测需求。基因镜（GENEYE®）图底层技术创新是打造行业差异化竞争力的关键PCR技术凭借着优异的敏感度和特异性，被认为是现阶段用于病原微生物检测等项目的理想方法。但PCR技术需要精密昂贵的仪器设备、专业的技术人员，且对实验室环境及标本处理要求较高，检测时限长达两个小时甚至更久，难以实现快速检测的要求。近年来，快速、准确、便捷地进行核酸检测成为行业的迫切需求。先达基因CEO于继彬在PCR扩增技术和基因工程领域有20余年经验，有着深厚的技术和管理积淀，对行业痛点和发展趋势有着更为切身的体会和敏锐的感知。于继彬本人在读研究生期间便开始了PCR法合成基因的尝试，并早在2002年工作期间，在国内率先建立了以PCR扩增法为基础的基因合成工业化流程。2005年加入南京金斯瑞，任职副总裁，负责公司生产与研发业务，成为公司核心管理成员之一。曾领导包括基因合成、蛋白工程、抗体工程、新药筛选、引物合成、基因测序等业务板块。任职金斯瑞高管的十年间，公司实现从初创到成为全球最大的PCR实验基地与基因合成中心的跨越。2017年，于继彬借POCT行业萌发的契机创立了先达基因，旨在创新核酸快速检测技术。并组建了富有工业界管理经验的分子生物学专家、分子诊断用酶工艺专家、生物制药工程专家以及医疗器械营销专家的核心管理团队。利用计算机分子设计（Molecular Design）、定向进化(Direct Evolution)、亲和力成熟(Affinity Maturation)等制药领域高端技术对PCR和生物体遗传物质自身扩增复制所必需的聚合酶、核酸内切酶、单链结合蛋白等进行了多次改造筛选，先达基因开发了新一代恒温扩增（New ERA）技术，在恒定温度条件下，5-8分钟即可将DNA/RNA扩增数亿倍，配合独特的引物与探针自环化结构，使全程检测仅需10分钟左右即可完成。灵敏度特异性可与常规荧光定量PCR媲美。同时，先达基因团队还设计了超大的检测反应体系，虽然成本有所增加，但对于用户操作便利性带来极大优势，同时也能容纳更多的样本。这也使得检测装置可以实现简易化的关键之一。一切从用户角度出发，快捷流畅的用户体验是先达基因产品设计的基本逻辑。New ERA技术开发路线图