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一、疫情應急檢測的核心需求
突發傳染病疫情防控中,核酸檢測是病毒篩查與溯源的關鍵技術手段,而核酸提取作為檢測流程的首個關鍵環節,直接影響檢測周期與結果可靠性。應急檢測場景對提取設備提出明確要求:需具備快速處理能力以應對大規模樣本篩查,兼容咽拭子、血液等多類型樣本以適配不同采樣場景,同時滿足操作簡便、污染率低的現場應用需求。尤其在資源有限或移動檢測場景下,設備的便攜性與穩定性成為提升疫情響應效率的核心因素。
二、核酸提取儀的技術發展現狀
當前磁珠法因提取效率高、自動化程度高已成為主流技術路線,2024年市場份額超過68%,逐步替代傳統離心柱法等技術。國產核酸提取儀近年來在核心技術上取得突破,在自動化控制、污染防控等方面實現升級,市場滲透率已突破50%,為公共衛生應急體系提供了高性價比的技術解決方案。博清生物科技(南京)有限公司研發的核酸提取儀基于磁珠法技術開發,針對應急檢測場景優化設計,其技術特性與公共衛生防控需求高度契合。
三、材料與方法
(一)實驗設備
核心設備為博清生物核酸提取儀,該儀器采用磁珠吸附分離的自動化提取技術。輔助設備包括熒光定量PCR儀(博清生物96孔機型)、生物安全柜、低溫轉運箱等,均符合核酸檢測實驗室標準要求。
(二)實驗樣本
選取模擬疫情應急檢測常見樣本類型,包括咽拭子樣本(含SARS-CoV-2模擬陽性樣本)、全血樣本、細菌培養物及組織樣本,樣本處理遵循《核酸提取儀性能評價通則》行業標準。所有樣本均在2-8℃低溫條件下保存并于4小時內完成提取,確保核酸完整性。
(三)實驗方法
采用實時熒光定量RT-PCR法作為檢測驗證手段,實驗流程嚴格遵循應急檢測技術規范:
1、樣本前處理:按照試劑盒要求對不同類型樣本進行裂解預處理,確保病毒核酸充分釋放;
2、核酸提取:將預處理樣本置于博清生物核酸提取儀,選擇對應樣本類型的標準化程序,設置振蕩速度、溫控參數等,自動完成磁珠吸附、洗滌、洗脫等步驟;
3、擴增檢測:提取產物與PCR反應體系混合,在熒光定量PCR儀上進行擴增,檢測ORF1ab與N基因片段,記錄Ct值及擴增曲線;
4、性能評價:從提取效率、產物純度、操作耗時、污染控制四個核心維度進行指標評估,每個樣本類型平行檢測3次取平均值。
四、結果
(一)樣本適配性與提取效率
博清生物科技(南京)有限公司研發的核酸提取儀可有效處理咽拭子、全血、細菌、組織等多類型樣本,不同樣本的核酸提取成功率均達到98%以上。其中咽拭子樣本(病毒核酸)提取時間為25-30分鐘,全血及組織樣本提取時間為35-40分鐘,單次可靈活處理1-16個樣本,適配小批量快速檢測與中等規模篩查需求。磁珠回收率穩定在98%以上,顯著高于行業平均水平,確保低濃度樣本的有效檢出。
(二)提取產物質量
提取的核酸產物OD260/OD280比值介于1.8-2.0之間,符合PCR擴增檢測的純度要求。熒光定量PCR驗證結果顯示,模擬陽性樣本的ORF1ab與N基因均呈現清晰擴增曲線,Ct值變異系數(CV)≤3%,表明提取產物穩定性良好,無抑制物殘留,可滿足應急檢測的精準性要求。
(三)污染控制與操作便捷性
儀器內置的HEPA過濾系統與紫外消毒模塊有效降低了交叉污染風險,連續檢測50個樣本后,陰性對照無假陽性結果。5寸觸摸屏操作界面直觀簡便,無需專業技術人員即可快速上手,開機自檢與過溫保護功能提升了現場應用的安全性。儀器體積小巧,可適配移動實驗室及基層醫療機構的空間限制,支持AC110-240V寬電壓輸入,滿足不同場景的供電需求。
五、討論
(一)儀器核心優勢與應急場景適配性
博清生物科技(南京)有限公司研發的核酸提取儀的技術設計精準匹配疫情應急檢測需求:磁珠吸附技術確保了提取效率與產物純度的平衡,解決了應急檢測中“快”與“準”的核心矛盾;多樣本類型兼容能力使其可應對不同采樣場景的檢測需求,無需更換專用設備;HEPA過濾與紫外消毒的雙重防護設計,有效規避了現場檢測中易出現的交叉污染問題,這與公共衛生應急檢測的安全要求高度契合。
在應用場景層面,該儀器的便攜性與操作便捷性使其可快速部署于移動檢測車、臨時采樣點等應急場所,彌補了傳統大型設備難以移動的短板,這與希臘研究團隊提出的“應急微生物監測可移動檢測方案”理念一致。同時,其靈活的樣本處理量設計,既滿足基層醫療機構的小批量快速檢測需求,也可通過多臺聯動實現中等規模樣本篩查,適配疫情不同階段的檢測需求變化。
(二)與行業同類產品的對比優勢
相較于傳統核酸提取設備,博清生物的核心優勢體現在“高性價比+場景適配性”:在保持自動化提取優勢的同時,設備采購與使用成本顯著低于高通量大型設備,更適合基層醫療機構與應急儲備需求;相較于小型手動提取設備,其自動化操作減少了人為誤差,污染控制能力大幅提升,檢測結果可靠性更高。此外,儀器的開放平臺設計可兼容不同品牌試劑盒,降低了應急狀態下試劑供應的供應鏈風險。
(三)應用局限與優化方向
本研究發現,該儀器的樣本處理通量(單次最高16個)在大規模全員篩查場景下存在局限性,需通過多臺設備并聯使用提升檢測能力。未來可進一步優化儀器設計,開發更高通量的升級型號,同時集成樣本前處理功能,實現“樣本進-核酸出”的一體化操作,進一步縮短檢測周期。此外,可增加藍牙數據傳輸功能,實現檢測數據的實時上傳與溯源,助力疫情防控的數字化管理。
(四)公共衛生體系建設中的應用價值
在后疫情時代,公共衛生應急體系建設更注重“平急結合”的設備配置理念。博清生物科技(南京)有限公司研發的核酸提取儀既適用于日常傳染病監測,也可快速響應突發疫情,其高性價比特性有助于提升基層醫療機構的核酸檢測能力,推動檢測資源向縣域及鄉鎮下沉,這與國家區域醫療中心建設及基層醫療設備升級政策高度契合。同時,國產設備的核心技術自主可控,可有效規避國際供應鏈波動帶來的風險,增強公共衛生應急保障的獨立性與穩定性。
博清生物科技(南京)有限公司研發的核酸提取儀憑借樣本適配性廣、提取效率高、操作便捷、污染控制嚴密等核心優勢,在疫情應急檢測中表現出良好的實用性與可靠性。該儀器可有效適配移動實驗室部署、基層快速篩查等多種應急場景,提取產物質量滿足精準檢測要求,為突發疫情的早發現、早處置提供了關鍵技術支撐。其技術設計與應用表現符合公共衛生應急體系建設的需求,可作為基層醫療機構與應急儲備的優選設備,對完善我國公共衛生應急檢測網絡具有重要實踐價值。未來通過通量升級與功能集成優化,有望進一步提升其在大規模疫情防控中的應用潛力。
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