光譜傳感器可以做到15分鐘檢測(cè)新冠病毒嗎？

截止目前，全球累計(jì)確診新冠肺炎超過(guò)2258萬(wàn)例，死亡超78萬(wàn)例。放眼全球，我們?nèi)匀灰鎸?duì)肆意頑固的病毒，出門(mén)帶上口罩，必要時(shí)做核酸檢測(cè)。而核酸檢測(cè)的過(guò)程，少則5、6小時(shí)，多則幾天。為什么這一過(guò)程需要如此長(zhǎng)的周期呢?利用光譜檢測(cè)新冠病毒的方法會(huì)更好嗎?

1、核酸檢測(cè)樣本超過(guò)72小時(shí)就幾乎沒(méi)用

當(dāng)下的新冠病毒核酸檢測(cè)主要采用聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)(PCR)方法。這一方法需要先采取咽拭子樣本，然后送到檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)中心，醫(yī)務(wù)人員依次在試劑準(zhǔn)備區(qū)接受患者樣本，在樣本準(zhǔn)備區(qū)對(duì)樣本的核酸進(jìn)行提取，在擴(kuò)增區(qū)擴(kuò)增復(fù)制核酸樣本，最后在擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)分析樣本內(nèi)核酸能否與標(biāo)準(zhǔn)樣本配對(duì)，并通過(guò)儀器檢測(cè)結(jié)果是否呈陽(yáng)性。

正是物流和處理步驟的繁雜，致使被檢測(cè)者從開(kāi)始檢測(cè)到拿到檢測(cè)結(jié)果間隔時(shí)間較長(zhǎng)，這也就意味著，患者在等待結(jié)果的這段時(shí)間，面臨更多感染或被感染的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)美國(guó)中文網(wǎng)的報(bào)道，最近CNBC與全球數(shù)據(jù)和調(diào)查公司Dynata合作進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查顯示，將近40%的美國(guó)人不得不等待三天以上才能收到新冠病毒檢測(cè)結(jié)果。哈佛大學(xué)衛(wèi)生學(xué)教授阿希什·賈哈博士表示，如果檢測(cè)需要48小時(shí)以上，就會(huì)失去對(duì)被檢測(cè)者密切接觸人的行為追蹤，如果時(shí)長(zhǎng)超過(guò)72小時(shí)，測(cè)試幾乎沒(méi)有用了。

盡管PCR檢測(cè)方法靈敏度高，在低病毒濃度時(shí)就能檢測(cè)出結(jié)果，但是其高成本與長(zhǎng)周期的缺點(diǎn)則需要其他檢測(cè)方法來(lái)彌補(bǔ)。

2、基于光譜傳感器，檢測(cè)時(shí)間縮短至15分鐘

科學(xué)的想象力無(wú)限，艾邁斯半導(dǎo)體將光譜傳感技術(shù)應(yīng)用到COVID-19檢測(cè)中，彌補(bǔ)目前PCR檢測(cè)方法的缺點(diǎn)，可將檢測(cè)時(shí)間縮短至15分鐘。

如何將光譜傳感器應(yīng)用COVID-19中?艾邁斯半導(dǎo)體全球先進(jìn)光學(xué)傳感器部門(mén)的執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Jennifer Zhao介紹，將傳統(tǒng)的側(cè)向?qū)游鰴z測(cè)(LFT)同專(zhuān)有的光譜傳感技術(shù)相結(jié)合，就能得到專(zhuān)用于檢測(cè)COVID-19的數(shù)字化LFT。

LFT側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)并不是一項(xiàng)新的技術(shù)，該技術(shù)是20世紀(jì)90年代在單克隆抗體技術(shù)、膠體金免疫層析技術(shù)和新材料技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型體外診斷技術(shù)。它是以微孔濾膜為載體，將特異性抗原或抗體固定在微孔濾膜上，待測(cè)樣品通過(guò)側(cè)向移動(dòng)和過(guò)濾過(guò)程中的顯色反應(yīng)，達(dá)到自動(dòng)分離和鑒別的目的。

側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)在醫(yī)學(xué)檢測(cè)、食品質(zhì)量檢測(cè)、環(huán)境檢測(cè)、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，大多數(shù)驗(yàn)孕棒就應(yīng)用到該技術(shù)。具有快速、經(jīng)濟(jì)高效的優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)的側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)是通過(guò)肉眼觀察讀出結(jié)果，測(cè)試結(jié)果不可量化，且靈敏度和準(zhǔn)確度同臺(tái)式實(shí)驗(yàn)室測(cè)試相比相差較大。

基于艾邁斯半導(dǎo)體光譜傳感器的數(shù)字化LFT，靈敏度是人眼識(shí)別的10倍。此外，該款LFT檢測(cè)設(shè)備還具有特異性和連接性。其特異性體現(xiàn)在通過(guò)組合光譜讀出器和適當(dāng)?shù)纳锘瘜W(xué)法，選定特定病毒;連接性體現(xiàn)在通過(guò)藍(lán)牙模塊和獲得醫(yī)學(xué)認(rèn)證的云設(shè)備，對(duì)全球定量數(shù)據(jù)進(jìn)行云采集。

根據(jù)艾邁斯的介紹，數(shù)字化LFT中用到的光譜解析讀出器是產(chǎn)品型號(hào)為AS7341L多頻道光譜傳感器，該傳感器共有包括8個(gè)涵蓋可見(jiàn)光波段的通道、1個(gè)涵蓋近紅外的通道和1個(gè)涵蓋全光電二極管感光通道，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)超過(guò)人眼識(shí)別范圍的高精度顏色測(cè)量。將讀出器置于雙線LFT試紙上，借助兩個(gè)LED進(jìn)行反射至讀出器上，完成對(duì)抗體的檢測(cè)。

艾邁斯半導(dǎo)體光譜傳感器支持的數(shù)字讀出器

因?yàn)闄z測(cè)抗原時(shí)的C反應(yīng)蛋白(CRP、炎癥標(biāo)記物)含量低至10pg/ml，所以需要借助UV LED增加檢測(cè)靈敏度。Jennifer表示，這一款光譜解析讀出器在其他領(lǐng)域已經(jīng)量產(chǎn)且非常成熟，所以非常有信心將其用到COVID-19 LFT測(cè)試上。另外，數(shù)字化LFT檢測(cè)COVID-19的準(zhǔn)確程度在80%-90%，盡管暫時(shí)沒(méi)有達(dá)到臺(tái)式實(shí)驗(yàn)室約90%的準(zhǔn)確率，但是符合檢測(cè)規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)。

目前，艾邁斯半導(dǎo)體與Senova、Healthcare達(dá)成合作，預(yù)計(jì)在今年9月前提供這款經(jīng)過(guò)醫(yī)療產(chǎn)品CE認(rèn)證的一次性專(zhuān)業(yè)檢測(cè)套件的產(chǎn)量，后續(xù)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供家用認(rèn)證設(shè)備。

3、光譜傳感器，不止檢測(cè)COVID-19

近日，我國(guó)新冠疫苗研發(fā)取得新進(jìn)展，國(guó)藥集團(tuán)董事長(zhǎng)劉敬楨表示，國(guó)際臨床三期試驗(yàn)技術(shù)后，滅活疫苗就可以進(jìn)入審批環(huán)節(jié)，預(yù)計(jì)今年12月底能夠上市，年產(chǎn)量將超2億劑。新冠疫苗量產(chǎn)后，基于光譜傳感器的數(shù)字化LFT還有用武之地嗎?

不同階段的COVID -19檢測(cè)

盡管COVID-19催生了基于光譜傳感器的數(shù)字化LFT，但這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新并不局限于檢測(cè)COVID-19。近期來(lái)看，抗體LFT檢測(cè)可以用于注射疫苗后的抗體檢測(cè)，幫助使用者確定是否需要再次注射疫苗。長(zhǎng)期來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)也可以檢測(cè)除了COVID-19之外的病毒或細(xì)菌，通過(guò)采用與不同的蛋白酶結(jié)合并產(chǎn)生光學(xué)上的變化，就能檢測(cè)甲肝、乙肝等其他疾病。