基于pH比色LAMP的便携式核酸现场检测一体化“Pen”型装置开发与应用

本研究针对偏远及资源有限地区对便携式核酸现场检测技术的迫切需求，开发了一种基于非缓冲环介导等温扩增（LAMP）过程中pH变化原理的一体化pH“Pen”型检测装置。该装置通过密封反应腔设计与图像辅助判读系统，实现了核酸的快速可视化检测，灵敏度达2.0×102 copies/mL，为现场检测提供了简单、经济且可靠的新方案。

　　

核酸检测作为控制传染病传播的关键技术，当前仍严重依赖大型复杂设备，难以适用于偏远或资源有限地区的现场检测场景。为此，开发简单便携的可视化核酸扩增检测装置成为当务之急。基于非缓冲体系环介导等温扩增（Loop-mediated Isothermal Amplification, LAMP）过程中产生的pH变化，研究团队提出了一种集成pH试纸的一体化“Pen”型装置，可通过裸眼进行核酸终点检测。

该pH“Pen”的特点在于仪器需求极简，仅需便携式金属块完成核酸扩增。其密封反应腔设计能有效防止pH试纸与矿物油（用于抑制试剂蒸发）接触，确保比色响应的准确性。此外，通过计算试纸图像的G/R值，辅助视觉检测方法可减少个体视觉差异对结果判读的影响，并适配不同成像设备与光照条件。

研究选用非病毒OTU2m基因（源自莱茵衣藻Chlamydomonas reinhardtii的保守基因）进行概念验证。该“Pen”可在28分钟内完成OTU2m基因的扩增与检测，检测限低至2.0×10² copies/mL，与实时荧光法灵敏度相当。凭借其简易性、经济性、便携性及可视化分析能力，该一体化pH“Pen”为缺乏高端实验室基础设施的场景提供了极具前景的核酸现场检测解决方案。