新型3D打印寨卡病毒檢測器，只需2美元，僅汽水罐大小

近日，美國賓夕法尼亞大學(xué)（Upenn）機械工程和應(yīng)用力學(xué)系研究助理教授劉長春和Haim Bau帶領(lǐng)他們的團隊開發(fā)出了一種低成本的3D打印寨卡（Zika）病毒檢測裝置。它的體積很小，僅和一罐汽水相當(dāng)，成本更是僅需2美元，而且不耗電，同時不需要專業(yè)知識就能輕松操作，只需由待試者提供其唾液樣本即可。如果檢測到病毒，該裝置中的可變色燃料就會變成藍色。

這種裝置的出現(xiàn)為人類對抗寨卡病毒帶來了新的希望，因為它可以做到與專業(yè)實驗室設(shè)備同樣快速準確的診斷，體積卻比后者小得多，非常方便，甚至在野外也能輕松使用。

據(jù)南極熊了解，當(dāng)前公認的檢測寨卡病毒的最準確方法是檢測其本身的遺傳物質(zhì)。這種方法需要用到大量的病毒RNA片段，所以必須使用逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈技術(shù)（RT-PCR）。這種技術(shù)能不斷復(fù)制患者樣本中的病毒基因片段，直到它們的量達到可以被檢測到的程度。

在過去，這種過程中會涉及到多個精確溫度變化的反應(yīng)通常需要在裝備較好的實驗室中才能實現(xiàn)，不過現(xiàn)在，這個痛點已經(jīng)被Upenn的這項新發(fā)明徹底改變了，而它之所以能做到這一點是因為劉長春及其團隊采用了一種名為RT-LAMP（逆轉(zhuǎn)錄環(huán)介導(dǎo)等溫擴增）的替代技術(shù)。該技術(shù)不需要RT-PCR的多個精確溫度變化，在特定的溫度下就能實現(xiàn)基因片段的擴增。

不過，作為一種簡化的方法，RT-LAMP需要更多專門的“引物”，即一些短基因片段來匹配測試病毒靶基因的特定區(qū)域。雖然文獻中并沒有記錄針對RT-LAMP技術(shù)的引物，但劉長春及其團隊已經(jīng)通過數(shù)據(jù)挖掘成功設(shè)計出了這種引物。

有了引物，他們便同步設(shè)計出了前文提到的這種小巧的3D打印檢測裝置。它由診斷盒與處理器組成，能夠分離、濃縮和凈化病毒的遺傳物質(zhì)然后通過逆轉(zhuǎn)錄酶進行擴增。另外，由于采用了可通過化學(xué)反應(yīng)自加熱的元件和可以吸收熱量的蠟狀物，這種裝置還能在不使用電力的情況下維持溫度。

當(dāng)患者的唾液樣本注入后，這種裝置只需40分鐘左右就能完成檢測。目前，項目組成員已經(jīng)通過向他們自己的唾液中加入病毒驗證了這種裝置的效果，同時結(jié)果顯示，其靈敏度能夠與常規(guī)的RT-PCR檢測相媲美。未來，項目團隊還計劃通過使用另一種熒光染料并集成智能手機相機來改進這種裝置，令其能夠量化病毒含量。

延伸閱讀：《3D打印智能裝置可快速檢測并診斷鐮刀形紅細胞癥》

via 3ders