固液气全能自动采集富集进样平台

仪器名称病毒气溶胶采集富集仪单位名称检验检疫科学研究院联系人胡孔新联系邮箱kongxinhu@sina.com成果成熟度□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 &radic 可以量产合作方式&radic 技术转让 &radic 技术入股 &radic 合作开发 &radic 其他成果简介：&mdash &mdash &ldquo 国家重点新产品&rdquo ，拥有自主知识产权的环境微生物气溶胶监测系统&mdash &mdash 专业针对空气病毒性微生物监测设计，现场实现目标浓缩富集，提升敏感性，超越现有空气微生物采样器&mdash &mdash 温湿度环境小气候数据同时采集&mdash &mdash 系统的收集、富集、样品处理、检测技术方案&mdash &mdash 轻巧、便于携带、友好软件智能控制符合国际ISO14698-1及GB/T:25916.1-2010： 洁净室及相关受控环境生物污染控制通用标准，是大型集会、公共场所、禽畜养殖场、生物反恐、生物安全、食品、制药、化妆品、医药等领域里对空气有机污染监测的理想设备。通过①计算机3D辅助制作符合流体动力学的气液混合装置、②表面活性剂样本处理技术、③磁珠富集、核酸提取技术一体化以及④病毒检测配套方法四个关键方面创新设计，解决了生物气溶胶采集效率问题，整合了收集、富集、核酸提取和目标检测等技术环节，提高了气溶胶回收率和监测敏感性，适用于各种类型的实验分析。收集、富集生物气溶胶同时监测环境温、湿度数据，彻底抛开传统Anderson法，且收集效果远远优于Anderson法，与后续检测技术对接程度及敏感性优于现有国内外采样器。智能控制、设计精美、外观紧凑，携带方便，高效、可靠收集、富集空气中的生物颗粒（病毒、细菌、真菌、花粉等&hellip ）。主要特点：1. 大体积液体样品收集气溶胶，防止大体量空气采集导致气溶胶再流失；现场浓缩成小体积样品，提高监测敏感性，避免现场大体积收集管过多，减轻工作量。2. 配套广谱和特异监测目标富集试剂，样品后续处理高度灵活，可满足多种分析检测技术，如免疫测定、PCR、颗粒微生物计数、分离培养及显微镜观察等，提升检测敏感性和现场操作简便性。3. 便携供电长达2h以上，体积小、外观紧凑，设计精美，标准支架、手提箱方便携带，设备坚固耐用可适用于各种恶劣环境。4. 自动进行温度、湿度监测，可连续提供小体积液体样品。5. 机器主要部件可拆分并进行灭菌或清洗、消毒。主要技术参数：型号BIO-Capturer-5病毒气溶胶采集富集仪应用传染病监测、动物疫病监测、卫生监督、生物反恐原理液体包裹收集，磁珠修饰富集温度监控有湿度监控有智能化控制触屏人机界面颗粒尺寸1um空气流速30-40L/min实时监控采集时间设定1-999min可调采样体积设定1-9999L可调采集液体积20ml+/-5回收样品体积100&mu L(配套广谱和特异微生物目标富集试剂)电池持续时间2h电压要求12VDC主机重量3kg噪声&le 70dB功耗＜40W工作环境温度+5℃ to +50℃+0℃ to +50(可选冬季温度防护箱)储藏环境温度-20℃ to 70℃国际同领域生物气溶胶监测仪器类比分析：产品设备国别知识产权大体积采集外接电源自备电源智能控制气体定量精确定量温湿度监测目标富集小样品回收配套试剂敏感性提升10-100倍SKC BIO-SAMPLER美国&radic &radic &radic × × × × × × × × × Coriolis空气采样器法国&radic &radic &radic &radic &radic &radic × × × × × × BIO-Capturer病毒气溶胶采集富集仪中国&radic &radic &radic &radic &radic &radic &radic &radic &radic &radic &radic &radic 数据展示：气溶胶采集、富集效果评价实验以10倍系列稀释流感病毒H3N2气溶胶模拟采集、富集实验，分别以统一条件real-time PCR方法对直接收集液样品、广谱富集磁珠处理后样品、特异富集磁珠处理后样品进行检测分析，评价采集、富集效果。结果显示：特异富集处理后，灵敏度高出至少2个数量级；广谱富集处理灵敏度高出至少1个数量级。（如下图所示）。应用前景： 该仪器可应用于： 各级出入境口岸，包括口岸场所及国际航行交通工具等卫生监督、生物反恐、传染病监测； 禽畜养殖场、市场等动物疫病环境监测； 各级疾病预防控制中心、医疗机构传染病监测、内部感染监控； 邮政处理场所、人口密集的公共场所、重大集会场所等反生物恐怖监测； 科研院所生物安全实验室等感染性生物气溶胶泄漏的监控； 其他存在有机污染的生物气溶胶环境监测领域等。知识产权及项目获奖情况：科技部、环保部、商务部、质检总局四部委认定&ldquo 国家重点新产品&rdquo 证书相关知识产权列表：知识产权类别知识产权名称状态实用新型专利生物气溶胶采集富集装置；授权专利号：ZL201220127837.9国家发明专利病毒性气溶胶采集富集仪，授权专利号：ZL201210089458.X国家发明专利用于固相膜免疫分析方法流动相的样本处理制剂，授权专利号：ZL200410091168.4国家发明专利一种特异性检测流感病毒合成多肽授权专利号：ZL201010233015.4专利技术：液面包裹喷气口，高效气溶胶粒子采集、易清洗采样头设计专利技术：高效/简便富集操作、回收浓缩小样品、对接分子生物学、免疫学检测成熟方法专利技术：系统、完整的病毒生物气溶胶现场监测解决技术方案与配套试剂

ctDNA全称为circulating-tumor DNA，是指人血液中肿瘤细胞体细胞DNA经脱落或者当细胞凋亡后释放进入循环系统，故被称为循环肿瘤DNA，包含着癌症早期诊断和预后监测等重要信息。然而，ctDNA的精准检测面临着三大问题：临床样本（如血液、尿液、粪便）等成分复杂；ctDNA的半衰期较短（传统ctDNA富集和纯化通常是基于磁珠和二氧化硅膜，然而，当处理大量样品时，这些技术难以实现快速、高效的富集，并且操作复杂，检测灵敏度有限。因此，迫切需要一种创新的ctDNA富集与分析技术，以提高临床诊断的灵敏度。近日，北京航空航天大学王杨、常凌乾、樊瑜波，上海感染与免疫科技创新中心徐高连等在 ACS Nano 期刊上发表了题为：An ion concentration polarization micro-platform for efficient enrichment and analysis of ctDNA 的研究论文。该研究开发了一种基于离子浓度极化的微平台，能够在30秒内从血清、尿液和粪便等各种临床样品中，快速、高效地富集和纯化ctDNA。并集成了等温扩增模块，将ctDNA的检测灵敏度提高了100倍，显著消除了因ctDNA丰度低而导致的样本假阴性结果。离子浓度极化（ICP）是一种新兴的原位分子富集和纯化方法，在阳离子选择性的Nafion膜上施加垂直电场，根据带电分子的电渗透力和电泳力进行分离和纯化。同时结合“自由流动”的概念，形成基于“自由流动ICP（FF-ICP）”的连续分离方法。对于带有负电荷的核酸分子，受到向下的电渗透力（EO）和不断增加的向上的电泳力（EP）的共同作用，被电动力学捕获，形成离子富集区。同时，施加连续的水平驱动力，使被富集到的核酸或蛋白分子水平推进并收集，从而进行后续的扩增分析（图1）。图1. “自由流动ICP”的原理图基于FF-ICP的DNA富集策略，研究团队设计了一种自供电、集成的微流控芯片，用于高灵敏度的核酸检测。微平台有两个功能区：核酸富集区、核酸等温扩增检测区（图2a）。两个区域由一个“y形”提取通道连接。富集区内固定了阳离子选择性的Nafion膜。在垂直电场和水平驱动力作用下，液体样品中的核酸被富集，形成“阴离子流”，然后在“y”形提取通道处收集（图2b）。随后，“阴离子流”进入检测区，经等温扩增后进行定量分析（图2c）。剩余的溶液收集在废液池中（图2d）。富集后的核酸进入到核酸扩增区之后，在含有100个微孔的检测区，用LAMP法进行等温扩增（65℃）。采用阳性微孔总数和每个微孔的荧光强度作为双参数指示，使分析更加准确和稳定。为了给FF-ICP提供稳定的水平驱动力，团队在生物芯片中集成了一个自供电真空电池系统，电池使用预脱气的PDMS，通过液体通道和真空通道之间的气体交换提供“电力”，从而推动液体样品流动（图2e）。使得整个平台能够在不需要外部泵的情况下，连续地向下游输送和富集核酸分子，并进行核酸扩增，具有用户友好的性能。图2. 基于FF-ICP的集成微平台用于连续的核酸富集和扩增利用微平台检测临床患者血清中的ctDNA。与未处理样品相比，该装置的富集效果和纯化能力明显高于试剂盒（图3a-3c）。同时，最终的扩增结果也显示，该微平台能够达到100拷贝/mL的灵敏度，比传统方法（基于二氧化硅/磁珠的DNA提取与PCR扩增）提高了100倍（图3d）。在临床应用中，对北京大学肿瘤医院提供的38例非小细胞肺癌患者的血清样本进行EGFR外显子19缺失突变的检测。结果表明，微平台的灵敏度显著高于传统PCR技术，达到了100%，能够大大避免了因ctDNA浓度不足而造成误诊的风险（图3e和3f）。此外，该装置检测到的早期患者血清中ctDNA的含量明显低于中晚期患者，证明该平台的定量判断能力可以预测患者的肿瘤发展（图3g和3h）。通过将分析物的提取和富集（FF-ICP）与进一步的生物分析技术进行无缝集成，为超低丰度生物标志物的检测带来巨大的好处。与传统检测技术相比，该平台的灵敏度显著提高了两个数量级，能够避免因浓度不足导致的误诊风险，尤其有利于临床感染筛查或者早期肿瘤诊断。图3. 用FF-ICP装置检测血清中ctDNA该研究第一单位为北航生物与医学工程学院和生物医学工程高精尖创新中心。通讯作者包括北航生物与医学工程学院常凌乾教授、樊瑜波教授、王杨副教授、上海感染与免疫科技创新中心徐高连研究员。核心作者包括北航博士生王之莹（第一作者）、硕士生刘明（共一）、北京大学肿瘤医院吴楠教授、北京大学第三医院林成浩主任（共一）等。

新冠肺炎疫情发生以来，未经处理的污水或污泥已被检测出新冠病毒的RNA片段（相关信息见摘录的《科学通报》）。此外，污水中还被证实存在诺如病毒、脊髓灰质炎病毒、甲肝病毒、轮状病毒等以水为媒介的病毒，易引起传染病的发生。2022年4月6日，国家卫生健康委发布推荐性行业标准《WS/T799-2022 污水中新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测方法标准》，使监测部门对生活污水、医疗机构污水中新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测的质量和效率有了更明确的指导（相关标准详见文尾附件）。污水、污泥、管道水。。。采样体积大、病毒含量较小，如何有效且快速对水中病毒进行高效检测，以实现对传染病暴发的有效防控，为监测预警提供有力支撑？本期核心话题：病毒浓缩的高效方法！现行病毒浓缩方法介绍美正生物智能水体微生物采集系统帮您解决复杂的水体富集操作！美正生物近期推出智能水体微生物采集系统新产品。该系统由智能水体微生物采集仪、水体指标（浊度、余氯、pH值、温度）快速检测试剂或设备组成，可从水体中快速富集微生物，在实验室室内使用，也可野外检测，为微生物监测及预警提供有力支撑，可用于食品安全监测、环境监测、水质监测等。优势体现1、工作原理符合欧盟标准（BS EN ISO 15216-1-2017）、美国环保局标准方法（EPA method1615）和我国国家标准《污水中新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测方法标准》中的要求，采用吸附洗脱方法和超滤。2、适合不同水源的采集和富集，饮用水、环境水和污水等。3、携带方便，实现现场不同点位的水样的采集及富集。4、阳离子富集杯，实现现场大体积水样富集（1000L以上），流速可达到7-10L/min；无需对水样进行前期的预处理，包括除杂质和调节酸碱度等，直接富集微生物，该膜的病毒截留率达到99.999%。5、超率浓缩管既适用于二次浓缩（阳离子膜病毒洗脱液），又适用于小体积水（10mL-3L）的超滤富集，流速可达到2mL-20mL/min，病毒截留率达到90%以上。6、质量控制-过程对照MS2。