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基于智能手机和微流控芯片的POCT核酸检测研究

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基于智能手机和微流控芯片的POCT核酸检测研究

作者：黄晓曦武汉纺织大学

学位级别：硕士

2019年末,新冠肺炎病毒开始席卷全球。至今,疫情已经给全球造成了巨大经济损失及人员伤亡。核酸检测是针对此类病毒性流行疾病的主要检测手段,在疫情防控中发挥着重大作用。由于传统核酸检测的检测时间长、场地和操作要求高等特性,在疫... 详细信息

2019年末,新冠肺炎病毒开始席卷全球。至今,疫情已经给全球造成了巨大经济损失及人员伤亡。核酸检测是针对此类病毒性流行疾病的主要检测手段,在疫情防控中发挥着重大作用。由于传统核酸检测的检测时间长、场地和操作要求高等特性,在疫情爆发的初期,传统核酸检测在病毒的即时防控上远未达到理想水平。一方面,由于传统核酸检测时长为2～3小时,无法针对传染性极强的病毒进行即时检测。另一方面,传统核酸检测的技术和场地要求高,导致此类检测都集中在大型医院,这对于偏远地区的检测者十分的不友好。并且在疫情爆发初期,集中在大型医院的检测容易造成交叉感染。而环介导等温扩增技术能有效的缩短核酸扩增时长,降低检测操作和仪器方面的要求。利用该技术并结合微流控技术、图像处理技术、移动端应用等交叉技术,各取所长以实现快速、便携、自动化的POCT(point-of-care testing)核酸检测有着重要的作用。基于智能手机和微流控芯片的POCT核酸检测平台,使用结合微流控芯片的LAMP变色扩增体系进行核酸扩增,并结合云服务器、小程序、图像处理技术对检测过程中的颜色变化进行分析以判断出检测结果。具体而言,在核酸扩增的过程中,样本溶液由紫红色变为黄色,小程序每10秒实时拍摄一次扩增区域的照片。同时,云服务器接收此照片并处理,获取检测溶液像素的G/B(绿色/蓝色)值,最终得到扩增过程的G/B值曲线,平台通过分析此曲线得出结果。整个检测过程在一款便携式黑盒中完成,检测者可以登录平台小程序以完成相应操作。在POCT核酸检测平台上对新冠肺炎病毒质粒进行实验,实验结果表明,平台能在30分钟内对样本做出定性判断,并且能推断出具有参考意义的样本起始浓度,为后续检测或研究提供依据。与传统核酸检测相比,在该平台上进行POCT核酸检测能解除检测场地限制、降低操作要求,并且将检测时长缩短4/5。

关键词：核酸检测即时检测环介导等温扩增图像处理微流控芯片

新型冠状病毒SARS-CoV-2核酸检测技术平台的研究进展

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分析化学 2020年第10期48卷 1279-1287页

作者：盛楠马雪萍逄淑云宋沁馨邹秉杰周国华东部战区总医院药理科药物质量与安全预警教育部重点实验室中国药科大学南京大学生命分析化学国家重点实验室南方医科大学第一临床医学院

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)已蔓延至全球,严重威胁人类的健康。SARS-CoV-2传染性强、潜伏期长,且存在无症状感染者,因此,准确检测SARS-CoV-2对疫情防控至关重要。核酸检测技术在防控工作中发挥了举足轻重的作用,目前已开发出多种用于SARS... 详细信息

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)已蔓延至全球,严重威胁人类的健康。SARS-CoV-2传染性强、潜伏期长,且存在无症状感染者,因此,准确检测SARS-CoV-2对疫情防控至关重要。核酸检测技术在防控工作中发挥了举足轻重的作用,目前已开发出多种用于SARS-CoV-2核酸检测的方法,有些方法已被开发成试剂盒应用于临床检测。然而,这些方法原理各异,检测平台也不同,因此,选择合适的SARS-CoV-2核酸检测方法对疫情防控至关重要。本文介绍了目前核酸检测方法的原理与技术平台,比较了各方法的优缺点,明确了各类方法的应用范围,以期为选择合适的SARS-CoV-2核酸检测方法提供参考,对今后开发类似SARS-CoV-2的病原体检测方法提出展望。

关键词：新型冠状病毒核酸检测技术原理评述

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核酸检测新常态:成本风险如何统筹?

财新周刊 2022年第21期 66-79页

作者：许雯崔笑天董慧不详

常态化核酸检测将在大城市全面铺开,实现路径是什么?财务如何支撑?基层压力如何化解?检测机构如何监管?检测精度如何评估?

关键词：新常态核酸检测成本风险大城市检测机构常态化实现路径检测精度

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核酸检测:撑起传染病监测网

环球科学 2022年第7期 26-33页

作者：罗克珊·卡姆西龚聪(翻译) 不详

核酸检测已经成为全球抗击新冠疫情的常规手段,但这项技术还有很大的提升空间,有望在未来帮助人类对抗各种传染病。威利·森古巴(Willy Ssengooba)在10年前就开始前往乌干达各地,培训医护人员使用一种诊断肺结核的新设备。在这个东非国... 详细信息

核酸检测已经成为全球抗击新冠疫情的常规手段,但这项技术还有很大的提升空间,有望在未来帮助人类对抗各种传染病。威利·森古巴(Willy Ssengooba)在10年前就开始前往乌干达各地,培训医护人员使用一种诊断肺结核的新设备。在这个东非国家,每年约有9万人染上这种致命的肺部疾病,但如果采用痰液微生物培养等传统的检测方法,可能需要数月才能确诊。而这些新设备使用快速的分子检测方法,在几小时内就能给出结果,从而让感染者马上得到救治,以挽救他们的生命。森古巴任职于乌干达坎帕拉的马凯雷雷大学(Makerere University)健康科学学院,是该学院分枝杆菌研究团队的主任。

关键词：核酸检测微生物培养传染病分枝杆菌分子检测方法常规手段监测网坎帕拉

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核酸检测新常态

学习之友 2022年第9期 34-41页

作者：许雯崔笑天董慧不详

在一座要求48小时一检的城市,一名普通市民一年要测182次核酸。核酸检测与日常生活深度捆绑,一纸核酸检测报告然成为居民的第二张身份证,没有它几乎寸步难行:在常态化要求下,公交地铁、博物馆、公园、商超、餐厅、办公场所、小区,无一... 详细信息

在一座要求48小时一检的城市,一名普通市民一年要测182次核酸。核酸检测与日常生活深度捆绑,一纸核酸检测报告然成为居民的第二张身份证,没有它几乎寸步难行:在常态化要求下,公交地铁、博物馆、公园、商超、餐厅、办公场所、小区,无一不需要查验核酸检测证明。

关键词：核酸检测办公场所新常态身份证博物馆普通市民常态化

表面增强拉曼散射技术在核酸检测中的研究进展及应用

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光谱学与光谱分析 2020年第10期40卷 3021-3028页

作者：田晖艳刘羽黄姣祺谢凤欣黄国荣廖璞府伟灵张阳陆军军医大学第一附属医院检验科重庆400038 重庆大学附属肿瘤医院检验科重庆400030

核酸是生命最基本的遗传物质,开展核酸分子诊断对促进人类健康医疗的发展具有重要意义。表面增强拉曼光谱(SERS)是一种快速无损检测技术,具有制样简单、水的干扰小、非侵入、实时检测等优点,在核酸检测、病原微生物检测、肿瘤精准分子... 详细信息

核酸是生命最基本的遗传物质,开展核酸分子诊断对促进人类健康医疗的发展具有重要意义。表面增强拉曼光谱(SERS)是一种快速无损检测技术,具有制样简单、水的干扰小、非侵入、实时检测等优点,在核酸检测、病原微生物检测、肿瘤精准分子诊断等领域展现出良好的应用潜力。该研究立足于临床检验应用的角度,简要阐述了SERS技术原理及SERS增强理论,重点介绍了SERS在核酸检测方面的最新研究方法及研究成果。传统的非标记型检测方法是直接检测靶核酸的拉曼信号,但其灵敏度和特异性并不能满足检测要求。在标记型SERS核酸检测技术中,充分利用SERS的“指纹图谱”分析优势,以DNA探针的方式将拉曼活性分子与靶核酸连接,通过对DNA探针上拉曼活性分子信号变化的检测和分析,可实现对靶核酸的定性及定量分析,达到可控度及稳定性好的高通量检测目的,提高检测灵敏度及特异性。按照不同的拉曼信号放大方式,SERS标记型核酸检测方法主要包括:“夹心法”、“信号开关法”及链式杂交反应信号放大法,特别以夹心法检测策略的灵敏度最高。已有研究表明SERS在DNA/RNA检测应用中可克服传统方法对样本要求高、耗时等缺点,实现灵敏快速的检测分析,为核酸分子的实时快速检测及临床疾病的实时精准诊断提供有效的分析工具。同时,指出了SERS技术在临床应用方面依然面临诸多挑战:(1)拉曼活性分子与纳米颗粒的结合稳定性差,较难实现大规模生产重现性能好、可长期稳定储存的高灵敏度SERS探针;(2)临床生物样本成分复杂,对SERS检测信号的干扰因素较多,因此选择有效的数据分析方法非常重要;(3)研究高灵敏、易操作、低成本的拉曼光谱仪是将SERS技术转化为临床实际应用的关键。随着SERS研究的深入及多学科领域的交叉发展,SERS技术有望广泛应用于核酸检测以及整个生物医学检测领域,为生命科学提供一种强大的分析技术。

关键词：拉曼光谱表面增强拉曼散射(SERS) 核酸检测 SERS探针

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核酸检测实验室建筑关键技术发展研究

核酸检测实验室建筑关键技术发展研究

2022年全国工程建设行业施工技术交流会

作者：陈戊荣陈兆荣苏运升李雯琪尹烨温丽娟李若羽陈唯军深圳华大基因股份有限公司中建五局第三建设有限公司同济大学设计创意学院广州开发区医院

在应对重大突发公共卫生事件时,检测试验室医疗资源供给与配置模式起决定性的作用。在本次新冠肺炎疫情中,核酸检测试验室作为关键性医疗资源,直接影响了各国应对疫情的管控能力。在全球的新冠病毒核酸检测技术、核心产品设备以及多年... 详细信息

在应对重大突发公共卫生事件时,检测试验室医疗资源供给与配置模式起决定性的作用。在本次新冠肺炎疫情中,核酸检测试验室作为关键性医疗资源,直接影响了各国应对疫情的管控能力。在全球的新冠病毒核酸检测技术、核心产品设备以及多年积累的试验室运营经验下推出了火眼试验室。其中,火眼试验室(气膜版),其针对性的解决了中、高通量整体难题,推荐海外或国内普筛使用;火眼试验室(翼舱版),针对性的解决了低、中通量整体难题,推荐国内或快速应急使用。其成果显著提升了当地的核酸检测能力,有助于全球疫情防控。

关键词：新型冠状病毒肺炎核酸检测火眼试验室疫情防控

来源： cnki会议评论

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核酸检测拆分阳性率的影响因素分析

中国输血杂志 2023年第7期36卷 587-590页

作者：吴佳煌庄淑程裴斌欧山海厦门市中心血站福建厦门361004

目的对血液核酸检测拆分阳性率的影响因素进行分析,以便为今后更好地开展核酸检测工作提供参考依据。方法收集厦门地区2019年1月1日—2022年10月31日献血者标本进行6人份混合核酸检测。统计分析年份、检测者、试剂批号、仪器组合方式、... 详细信息

目的对血液核酸检测拆分阳性率的影响因素进行分析,以便为今后更好地开展核酸检测工作提供参考依据。方法收集厦门地区2019年1月1日—2022年10月31日献血者标本进行6人份混合核酸检测。统计分析年份、检测者、试剂批号、仪器组合方式、混检反应性pool CT值、标本背景间的拆分阳性率。结果共完成核酸检测标本234715份,其中混检反应性pool 428个,拆分反应性pool 248个,拆分阳性率57.9%。年份、检测者、试剂批号、仪器组合、标本背景对拆分阳性率无影响(P>0.05);混检反应性pool不同CT值组间的拆分阳性率比较有差异(χ^(2)=69.587,P检测质量。

关键词：核酸检测拆分阳性率非特异性扩增混合检测 CT值

核酸检测技术对日本血吸虫病诊断价值的meta分析

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中国血吸虫病防治杂志 2020年第1期32卷 15-22页

作者：王盛琳王丽萍吴铃铃李银龙张利娟吕山许静中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所、WHO热带病合作中心、国家卫生健康委员会寄生虫病原与媒介生物学重点实验室、国家热带病研究中心上海200025

目的应用诊断试验meta分析,定量评价核酸检测中变温和等温扩增技术对日本血吸虫病的诊断价值。方法通过计算机检索1990年1月-2019年6月中国知网、万方数据知识服务平台、PubMed数据库和ScienceDirect数据库中公开发表的日本血吸虫病核... 详细信息

目的应用诊断试验meta分析,定量评价核酸检测中变温和等温扩增技术对日本血吸虫病的诊断价值。方法通过计算机检索1990年1月-2019年6月中国知网、万方数据知识服务平台、PubMed数据库和ScienceDirect数据库中公开发表的日本血吸虫病核酸检测相关文献,手工查阅《血吸虫病研究资料汇编》及论文集等纸质出版物,并以文献追溯法对相关文献引文进行追溯查找。按照纳入与排除标准对检索的文献进行筛选,提取纳入文献相关数据,采用RevMan 5.3软件对入选文献进行质量评价,采用MetaDiSc 1.4软件对数据进行meta分析。结果最终纳入19篇文献,其中中文文献5篇、英文文献14篇;共24组研究,其中17组研究涉及变温扩增技术与金标准的比较、7组研究涉及等温扩增技术与金标准的比较。文献质量评价结果表明,所纳入文献总体偏倚较小;Deek漏斗图提示变温扩增技术相关文献可能存在发表偏倚。变温扩增技术相关研究间存在非阈值效应引起的异质性,故采用随机效应模型合并效应量;合并分析结果示,其检测日本血吸虫病的综合灵敏度为0.81(0.79,0.83)、特异度为0.73(0.71,0.74)、SROC曲线下面积为0.9443。等温扩增技术相关研究间不存在异质性,故使用固定效应模型进行效应量合并;合并分析结果显示,其检测日本血吸虫病的综合灵敏度为0.96(0.94,0.98)、特异度为0.95(0.94,0.97)、SROC曲线下面积为0.9899。结论变温扩增技术和等温扩增技术对日本血吸虫病均有较高诊断价值,等温扩增技术诊断准确性相对更高。

关键词：日本血吸虫病诊断试验核酸检测 meta分析