Nature:科学家使用铁磁机器人实现灵活高效的自动化病毒检测

在全球范围内提高病毒诊断和监测检测能力是流行病预防的关键。核酸扩增检测（NAATs）相比抗原抗体检测具有更优的灵敏度、特异性和快速部署能力。然而，当前基于 NAAT 的自动化检测平台无法灵活实现集成的液体处理、分析和自动反馈流程，并且它们的设备笨重、昂贵、试剂损耗大，需要繁琐的安装和维护要求，因此限制了其检测能力。

近日，来自加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究团队在《Nature》期刊上发表题为“Ferrobotic swarms enable accessible and adaptable automated viral testing”的文章。该研究开发了一种基于NAAT的自动化检测平台，可以在灵活的工作流程中以并行方式执行可编程的液体处理和生物分析操作。

该平台使用一群毫米级大小的磁铁作为执行机器人（“铁磁机器人”），它们可以精确操控磁性样品液滴，并在核酸扩增检测的基础上高保真地提供灵活的工作流程。该平台将流体设备、硬件和软件集成在一块手掌大小的印刷电路基板（PCB）上，可同时对16个样本进行检测。通过对PCB进行编程后能够以全自动化的方式完成包括样本输运、分液、混合、逆转录循环介导等温扩增（RT-LAMP）和比色法光电检测在内的全部流程。此外，为了最大限度地提高筛查效率，研究人员建立了基于患病率的自适应检测算法。该算法可以确定最佳的检测模式，并根据方形矩阵集合方案操作检测流程，避免了过于繁琐的样本处理程序。随后，研究人员使用病毒样本对该平台的检测性能进行测试，并与RT-PCR检测(金标准)进行比较，结果显示该平台的检测灵敏度为98%，特异性为100%。

该研究开发的自动化病毒检测平台可以显著提高检测速度和通量，同时仪器和试剂成本的降低使得该平台的大规模生产以及快速部署成为可能，扩大了流行病预防的检测能力，为更好地应对未来的大流行病做好准备。