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意法半導體(ST)、Clonit以及斯帕蘭扎尼傳染病研究所合作研發高精度的病毒分析儀

2016-04-25 18:22:50 未知

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為提早快速檢驗血液中的埃博拉病毒，最大限度降低病毒傳播風險，意法半導體、Clonit以及意大利拉扎羅斯帕蘭扎尼國家傳染病研究所(National Institute for Infectious Diseases Lazzaro Spallanzani)經過幾個星期的合作，開發出一款能夠在75分鐘內檢測出埃博拉病毒的便攜分析儀原型設計。

該便攜分析儀基于實時聚合酶鏈反應(RT-PCR, Real-Time Polymerase Chain Reaction)的分子生物學技術。這項合作的下一步開發任務是將定點保健站(point-of-care)的埃博拉病毒檢測方案最佳化，包括最大限度降低在處理生物樣品過程中可能受到感染的風險，同時降低成本，使其能夠大規模廣泛推廣應用，以加快實現快速診斷埃博拉以及其它傳播性較強的病毒鋪平道路。

以及意大利拉扎羅斯帕蘭扎尼國家傳染病研究所是意大利衛生部指定的兩家埃博拉護理治療中心之一；該分析工具套件原型設計通過了該中心制定的國際標準測試，能夠準確地發現血液中的埃博拉病毒，而整個化驗過程中只需幾毫升人類血液樣品，并可用稀釋100萬倍的血液樣品驗證了化驗結果的精確度。因為檢測靈敏度及準確度極高，該解決方案可用于病癥早期的病毒檢測，有助于大幅度抑制致命性傳染病傳播與蔓延。

該工具套件有4個主要組件：

提取器(extractor)：存放血液樣品，提取RNA病毒；
微型硅芯片(silicon microchip)：意法半導體的Agrate Brianza和Catania實驗室研發、尺寸僅為郵票大小的微型硅芯片可充當微型反應器，重現提取遺傳物質的微米級放大篩選過程。被提取的RNA放入反應器內，可根據RT-PCR檢測方法逆轉成DNA并被放大。
專門試劑(Specific reagents)：Clonit開發的反應試劑，預置于微型芯片上，按照國際質量控制法規規定的標準和控制方法，執行量化實時PCR（病毒裝載）過程；
便攜光學讀取器(portable optical reader)：意法半導體開發的解決方案，檢測血液樣本是否存在病毒DNA，并將數據發送到相連的電腦主機，由電腦主機軟件處理檢測數據，并以圖表形式顯示處理結果。

除了檢測準確外，快速的檢測速度和小尺寸也使該分析套件非常適用于急救和醫院外的現場診斷。

斯帕蘭扎尼傳染病研究所科研總監Giuseppe Ippolito強調：“這項檢測方案對醫療保健、公眾衛生及大眾健康有非常重要的影響，事實上，如果感染埃博拉的病患能夠被快速確診，醫院就可以立即采取隔離措施，降低病毒在人群之中傳播的風險，并能立即采取適合的救治措施?！?/span>

斯帕蘭扎尼傳染病研究所特派專員Valerio Fabio Alberti進一步補充說：“這項技術的成功開發意味著該研究所再次滿足了科學界和國家政府的要求，取得傳染病防治技術的重大突破。”

意法半導體負責先進項目的副總裁Andrea Cuomo表示：“能夠將我們的創新力和雄厚的技術資源投入到為人類服務，為抗擊威脅全人類的重大傳染病貢獻力量，讓我們感到十分榮幸。意法半導體研究團隊再次證明了自己的價值與創造力，為微電子領域創造出新的機會?！?/span>

Clonit首席執行官Carlo Roccio表示：“我認為這項生物醫學成果是意大利國有和私營科研機構的成功合作范例?！?/span>

現在，通過與該領域的其它領先企業合作，合作方正在評估一個集成化、完全獨立的全自動疾病檢測系統，能夠對血液樣本同時進行多項分析。結合便攜性、自動化、集成度以及時間優化(Time optimization)等特性可進一步降低成本，并實現更高的效率，為日后低成本的埃博拉等病毒篩查應用開啟無限的可能。

斯帕蘭扎尼傳染病研究所Valerio Fabio Alberti表示：“這一重大合作研發成果激勵我們的研究所更有力地追求我們的使命，開發驗證新的技術，并將這些新技術導入國家衛生系統、協助測試工作?！?/span>

技術說明

聚合酶鏈反應(PCR, Polymerase Chain Reaction)可以放大微量血液所含的目標生物物質，以便檢測，例如埃博拉病毒。經過反復加熱冷卻后，系統可根據微芯片上放置的生物標志物(biological markers)分析生物物質。精確的放大控制是PCR檢測方法的關鍵步驟。

芯片的低熱量(low thermal)與被測血液樣本的微容量可縮減反應時間；加快溫度變化周期，使復雜的生物物質能夠被快速放大，且不影響其精確度和可靠性。