Science子刊:在家就可快速准确地检测唾液中的新冠病毒及其变体
有了能够可靠地在美国食品药品管理局(FDA)授权的诊断测试的可接受浓度范围内检测病毒RNA的检测方法,这些作者接下来集中精力解决诊断中可能最困难的挑战:样品制备。
吐口水、等待、扫描
论文共同第一作者、哈佛大学威斯生物启发工程研究所临床研究员Xiao Tan博士说,“当你测试样品中的核酸[如DNA或RNA]时,你需要做很多步骤来制备样品,以便你能真正提取和扩增这些核酸。你必须在样品运送到检测机构的过程中保护它,而且如果你处理的是可传播的疾病,还要确保它不具有传染性。为了使它成为一种真正易于使用的诊断测试,我们必须尽可能地简化它。”
这些作者选择使用唾液而不是鼻咽拭子样品作为他们的收集方法,因为用户更容易收集唾液,而且已有研究表明SARS-CoV-2在感染后的更多天内可在唾液中检测出来。但是未经处理的唾液也带来了自身的挑战:它含有降解各种分子的酶,产生的假阳性率很高。
这些作者开发了一种新技术来解决这个问题。首先,他们在唾液中加入了两种名为DTT和EGTA的化学物质,并将样品加热到95°C 3分钟,这就消除了未经处理的唾液中的假阳性信号,并裂开任何病毒颗粒。然后他们加入了一种多孔膜以便在其表面捕获RNA,最后可以直接加入到SHERLOCK反应中以产生检测结果。
为了将唾液样品制备和SHERLOCK反应整合到一种诊断设备中,这些作者设计了一种简单的电池供电设备,有两个腔室:一个加热的样品制备室和一个不加热的反应室。用户向样品制备室吐口水(唾液),对它进行加热,等待三至六分钟,唾液就会进入过滤器。用户取出过滤器并将其转移到反应室的柱子上,然后按下柱塞,将过滤器放入反应室,并刺穿蓄水池,以激活SHERLOCK反应。55分钟后,用户通过有色透光器窗口观察反应室,确认是否存在荧光信号。他们还可以使用一种配套的智能手机应用程序,分析智能手机摄像头记录的像素,从而提供明确的阳性或阴性诊断结果。