便携式实时PCR检测仪快速鉴定病毒

    导读：近年来，国内的医疗发展迅猛，特别是诊断行业。涌现了很多先进的检验仪器设备（如POCT、实验室自动化产品等），极大的提高了检测速度，给临床科室及检验科都带来了极大的方便。但是在基因诊断行业的便携式产品却很少。定向点金作为IVD领域已小有知名度的专业服务公司，业务覆盖平面媒体、网络、翻译、会议、注册、临床六大服务体系，全方位的为IVD从业人员提供全面、优质、专业的服务，特别关注此类新品的研发及使用情况。本文描述了具有精确温度控制的一种便携式实时PCR系统，并展示了该系统对几种临床上比较重要的病毒的测定。利用插入型染料或FRET探针执行可靠、低成本PCR扩增的性能将会使这以敏感性工具在禽畜监测、法医测试和医疗诊断领域中获得广泛应用。如果大家想保存全文，可直接下载临床实验室杂志2010年第12期电子版杂志，或向本刊发行部010-88820003王主任免费索第12期刊。

　　摘自：www.IVD Technology.com

　　编译：柏芳

　　(版权归原作者所有，本文仅供内部学习使用)

　　利用插入染料或FRET探针进行可靠、低成本PCR扩增技术的性能使得这款检测仪在临床中的应用增加。

　　George Maltezos, Wasun Chantratita, Alvaro Gomez, Frank Gomez, Emil Kartalov和Axel Scherer

　　已经开发出了一种稳健、可携式、蓄电池供电型实时聚合酶链反应（PCR）系统。该系统与目前可获得的最先进设备相比在对病毒核酸扩增方面有着同样的准确性，且成本较低。这种低价格的PCR病毒鉴别系统能够被世界上的偏远地区利用，并可为流行病的爆发建立一个早期预警系统。本文比较了便携式实时PCR系统和传统的台式设备。同时本文还证明了在病毒量较低的临床环境中对H5N1禽流感病毒、 HIV/AIDS和其他普通病毒的鉴定能力。

　　微型化扩增系统展示出了精确的温度控制，从而使其产生了至少与较大型商用仪器同等的扩增效率和特异性。精确的温度控制还使我们可以利用较便宜的插入染料作为荧光报告因子，从而进一步降低了费用，增加了PCR检测的可存取性。

　　自二十世纪九十年代中期以来，实时PCR对生物化学产生了革命性的影响[1-4]。该类反应利用可选择性引物来同时对样本中的特异性核酸分子进行鉴定和扩增。像出现的那样，通过允许使用者对PCR过程进行监测，实时PCR给出了样本中DNA浓度的信息，克服了很多早期终端PCR的局限性[5,6]。

　　最新的进展包括利用Peltier接头对纳微升和豪微升体积分析物进行精确、快速热控制技术以及采用实时逆转录PCR对RNA序列进行扩增的技术[7-12]。实时PCR在病毒鉴定和病毒量的测定上有着无与伦比的敏感性。然而，传统上这样的诊断检测仅在大型、昂贵的热循环器中才能进行。

　　病毒性流行病是公共健康逐渐关注的一个问题，且事实证明其带来的社会代价很高。例如，近来爆发的SARS的预算费用范围是100到300亿美元。即使在1994年苏拉特局部爆发的瘟疫中，印度支出的费用接近20亿美元，而1997年香港爆发的禽流感使其在家禽类产业、商业和旅游业中的损失达到数百万美元[13]。

　　预计采用低成本荧光报告因子的小型、廉价仪器的引入将致使PCR检测的广泛使用，目的是通过有效的病毒爆发监测系统来阻止流行病的出现[14]。这种微型系统可能会容易、迅速地用于机场、农村地区以及所有需要快速、特异性病毒检测的地区。床旁PCR分析可能会最终带来病毒疾病的早期诊断和更加有效的患者监测。

　　材料和方法

　　便携式实时PCR热循环器样机包括Marlow Industries（达拉斯）生产的、焊接到冷却器换热夹套上的Peltier接头热电冷却器，其中夹套是玻璃试管所要插入的地方（见图1）。Oven Industries（密切尼克斯堡，PA）开发出的程序可控热控制器被用来获得温度升高结果。Tenergy Corp.（菲蒙市）生产的含有12NiMH 10,000-mAHD-太阳能电池的蓄电池组件能够为该设备提供进行100次PCR的电力，而运行PCR的次数取决于特异性热循环器的属性。

　图 1. 便携式PCR设备的图解示意图

　　虽然采用这种样机设备的分析每次仅限于对一个样本进行操作，但该装置在仅增加额外Peltier元件成本的情况下就可扩展为同时接收多个样本的设备。包括PCR Peltier头、控制器和蓄电池的热循环器装置的规格是200 mm × 200 mm × 140 mm。进行循环变温加热时不需要额外的电力设备或计算机。

　　为了进行分离曲线和实时扩增荧光测量，将Cree（达拉谟）生产的大功率480nm ±10 nm 700-mA Xlamp LED照明灯和Intor（索科罗）公司的520nm ±10 nm过滤的硅PIN光电二极管检测器集成到热循环器中。作为比较，还采用了Hamamatsu（日本盐田市）公司的冷却CCD