基于微流控芯片的多重等温扩增技术实现流感A/B亚型现场快速分型的自主检测系统

【字体: 时间:2025年08月22日 来源:AMB Express 3.7

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  为解决传统RT-qPCR检测流感病毒耗时2小时、设备依赖性强的问题,浙江大学团队开发了基于重组酶聚合酶扩增(RPA)的微流控芯片系统,可在10分钟内实现流感A/B及5种亚型(H1N1/H2N2/H3N2/H5N1/H7N9)的同步检测,灵敏度达1拷贝/μL,临床验证显示100%的敏感性和特异性,为资源有限地区提供了革命性的床旁诊断方案。

  

流感病毒每年导致全球10%人口感染,其高变异性和突发性给公共卫生带来持续挑战。传统检测方法如病毒分离耗时费力,RT-qPCR虽为金标准却需2小时以上且依赖精密仪器,而免疫检测存在交叉反应风险。尤其在农村和灾害现场等资源匮乏地区,快速精准的流感分型成为防控瓶颈。

针对这一难题,浙江大学医学院附属第一医院Li-Guo Liang团队在《AMB Express》发表创新研究,开发出集成重组酶聚合酶扩增(RPA)技术的微流控芯片系统。该系统通过优化靶向M、NA、HA、PA基因的引物设计,实现了流感病毒的超快速多重检测。

研究采用三大关键技术:1) 基于PMMA材料的三层微流控芯片设计,含24个检测孔实现6种病毒同步检测;2) 等温扩增技术(RPA)在42℃下10分钟完成RNA扩增;3) 多色荧光探针系统区分不同亚型。临床验证采用180例样本(含150例WHO确认的流感阳性病例),通过ROC曲线分析证实其诊断效能。

【工作原理】

磁珠捕获样本后,RNA提取物加载至芯片,42℃扩增10分钟即可完成六种流感亚型同步鉴定。

【灵敏度】

检测限达1拷贝/μL(2拷贝/反应),H1N1等A型流感检测下限4-6拷贝/μL,B型流感为4拷贝。

【特异性】

经14种非靶标病原体(含SARS-CoV-2、呼吸道合胞病毒等)验证,所有引物仅扩增对应病毒核酸,排除率100%。临床样本检测与RT-PCR结果完全一致,但耗时从45分钟缩短至10分钟。

【讨论与结论】

该研究突破性地将检测时间压缩至商业平台(Abbott ID NOW等)的1/3,且灵敏度提高25倍。芯片设计聚焦两大核心威胁:占人类病例95%的季节性流感(H1N1/H3N2)和死亡率超30%的高致病性禽流感(H5N1/H7N9)。尽管存在临床验证样本量(n=180)有限等局限,但该系统为资源匮乏地区提供了首个能同时检测六种流感亚型的"样本-信号"一体化解决方案。未来通过整合固相核酸提取模块,有望实现真正的"样本-答案"全自动检测,对全球流感防控具有重大实践意义。

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