新型3D打印寨卡病毒檢測(cè)器，只需2美元，僅汽水罐大小

近日，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)（Upenn）機(jī)械工程和應(yīng)用力學(xué)系研究助理教授劉長(zhǎng)春和Haim Bau帶領(lǐng)他們的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種低成本的3D打印寨卡（Zika）病毒檢測(cè)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(shí)不需要專(zhuān)業(yè)知識(shí)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(cè)到病毒，該裝置中的可變色燃料就會(huì)變成藍(lán)色。

這種裝置的出現(xiàn)為人類(lèi)對(duì)抗寨卡病毒帶來(lái)了新的希望，因?yàn)樗�可以做到與專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備同樣快速準(zhǔn)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(rèn)的檢測(cè)寨卡病毒的最準(zhǔn)確方法是檢測(cè)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(dá)到可以被檢測(cè)到的程度。

在過(guò)去，這種過(guò)程中會(huì)涉及到多個(gè)精確溫度變化的反應(yīng)通常需要在裝備較好的實(shí)驗(yàn)室中才能實(shí)現(xiàn)，不過(guò)現(xiàn)在，這個(gè)痛點(diǎn)已經(jīng)被Upenn的這項(xiàng)新發(fā)明徹底改變了，而它之所以能做到這一點(diǎn)是因?yàn)閯㈤L(zhǎng)春及其團(tuán)隊(duì)采用了一種名為RT-LAMP（逆轉(zhuǎn)錄環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增）的替代技術(shù)。該技術(shù)不需要RT-PCR的多個(gè)精確溫度變化，在特定的溫度下就能實(shí)現(xiàn)基因片段的擴(kuò)增。

不過(guò)，作為一種簡(jiǎn)化的方法，RT-LAMP需要更多專(zhuān)門(mén)的“引物”，即一些短基因片段來(lái)匹配測(cè)試病毒靶基因的特定區(qū)域。雖然文獻(xiàn)中并沒(méi)有記錄針對(duì)RT-LAMP技術(shù)的引物，但劉長(zhǎng)春及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘成功設(shè)計(jì)出了這種引物。

有了引物，他們便同步設(shè)計(jì)出了前文提到的這種小巧的3D打印檢測(cè)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(guò)逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)行擴(kuò)增。另外，由于采用了可通過(guò)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(cè)。目前，項(xiàng)目組成員已經(jīng)通過(guò)向他們自己的唾液中加入病毒驗(yàn)證了這種裝置的效果，同時(shí)結(jié)果顯示，其靈敏度能夠與常規(guī)的RT-PCR檢測(cè)相媲美。未來(lái)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃通過(guò)使用另一種熒光染料并集成智能手機(jī)相機(jī)來(lái)改進(jìn)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(cè)并診斷鐮刀形紅細(xì)胞癥》

via 3ders