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Nat Commun:仅需一滴血!一种基于手机的设备就可检测HIV-1

来源:本站原创 2018-11-17 10:41

2018年11月17日/生物谷BIOON/---人类免疫缺陷病毒HIV-1通过攻击健康的免疫细胞削弱人体的免疫系统,从而导致获得性免疫缺陷综合征(AIDS,俗称艾滋病)。在缺乏基础设施和训练有素的医疗专业人员的发展中国家,控制HIV-1仍然是一个重大的全球健康挑战。 传统的HIV-1病毒监测方法是比较昂贵的,需要使用聚合酶链式反应(PCR)。再者,早期检测HIV-1是阻止疾病进展和传播的关键,但是它需要长期的监测,这对那些必须前往诊所或医院的家庭来说可能是一个负担。

在一项新的研究中,为了解决这个问题,美国布莱根妇女医院的Hadi Shafiee博士及其团队利用纳米技术、微芯片(microchip)、手机和三维打印的手机附件,开发出一种便携式的可负担得起的移动诊断工具,这种工具能够在医疗资源有限的地区用于测试和监测HIV-1。这种快速的基于手机的诊断平台代表着一种诊断急性病毒感染的新方法,从而可能降低病毒传播风险,此外,它也可能用于检测早期的治疗失败。相关研究结果近期发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“DNA engineered micromotors powered by metal nanoparticles for motion based cellphone diagnostics”。
图片来自Nature Communications, doi:10.1038/s41467-018-06727-8。

利用这种诊断平台,这些研究人员能够检测一滴血中存在的HIV-1 RNA。这种设备通过在手机上监测经过DNA修饰的聚苯乙烯珠的运动就可检测经过LAMP(loop-mediated isothermal amplification, 环介导等温扩增,一种不同于PCR的核酸扩增反应)扩增的HIV-1 RNA核酸,从而无需使用笨重或昂贵的设备。

这些研究人员还评估了这种设备的特异性和灵敏度。他们发现在一小时内,在临床相关阈值为每毫升1000个病毒颗粒时,这种设备检测HIV-1的特异性为99.1%,灵敏度为94.6%。值得注意的是,每次测试时,这种微芯片、手机附件和所使用的试剂的总材料成本低于5美元。

Shafiee说,“发展中国家的卫生工作者就可能轻松使用这些设备来开展HIV测试和监测。鉴于这种测试是非常快的,就可在当场作出关于下一个医疗步骤的关键决定。这将消除前往医疗诊所的负担,并为个人提供一种更有效的HIV管理手段。”

论文第一作者Mohamed Shehata Draz说,“我们可能使用这种相同的技术作为检测其他病毒和细菌的一种快速的低成本的诊断工具。这种平台可能能够帮助全世界很多人。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Mohamed Shehata Draz, Kamyar Mehrabi Kochehbyoki, Anish Vasan et al. DNA engineered micromotors powered by metal nanoparticles for motion based cellphone diagnostics. Nature Communications, Published Online: 16 October 2018, doi:10.1038/s41467-018-06727-8.

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