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2月15日,美国麻省理工学院麦戈文研究所发布消息称,其开发的核酸检测系统SHERLOCK有望在一小时内实现新型冠状病毒检测。该团队已公布详细操作流程,并表示可向新冠病毒研究者提供检测套件。但由于目前未检测过来自真实患者的样本,该方法还不能用于临床诊断。
这项工作由该研究所教授张锋等人完成。张锋是美国科学院院士、麻省理工学院终身教授,也是基因编辑工具CRISPR的开发者之一,其所在团队被称为基因编辑“豪门”实验室。
SHERLOCK由张锋等人在2017年研发,能利用基因编辑工具CRISPR-Cas13识别病毒特有的核酸特征。新冠病毒正是一种核酸病毒,目前检测手段需先提纯样本中的核酸并进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,再进行检测,整个过程需要数小时。
张锋等人的方法需要三步,可在一小时内完成。他们绕开了PCR扩增,采用等温扩增技术RPA,检测人员可用量油尺直接读出结果,无需其他复杂仪器。研究团队对人工合成的新冠病毒片段进行设计,已找出两个向导RNA,可识别新冠病毒的S基因和Orf1ab基因。该技术检测灵敏度高,每微升样本中拷贝片段多至100个,少至10个,均可被检测到。
具体来说,检测分三个步骤:第一,提取样本中的核酸,对其进行42摄氏度、25分钟的等温扩增;第二,在样本中加入Cas13蛋白、向导RNA和探针,在37摄氏度下反应30分钟;第三,用试纸检测处理好的样本,大约需2分钟。麦戈文研究所发布的消息称,其通过等温扩增技术RPA处理的核酸样本,效用与定量PCR处理的样本相同。
“这些是在实验室里做出来的结果,具体要看实际操作过程能否体现更好的效果。”清华大学药学院研究员李寅青告诉《中国科学报》。
消息公布前,有数名研究者对《中国科学报》表示,核酸病毒的快速检测在科学原理层面已经被证实,科研人员有很大希望做出成果。但让成果走出实验室、应用到临床一线,仍有待时日。
尽管RPA被认为是可以取代PCR的技术,但与已经发展了30多年的PCR相比,RPA乃至整个新的检测技术都更年轻。有匿名研究者表示:“这个技术在应用层面仍然需要一定时间来打磨,至少在这次疫情中不可能比荧光定量PCR发挥更大作用。”
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