近日，由清華大學(xué)、生物芯片北京國家工程研究中心和北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司共同研發(fā)的全國首款輕型客車搭載的全集成新冠檢測移動實驗室正式亮相。中新社、光明日報等諸多權(quán)威媒體走進博奧，深度探訪、揭秘家門口做核酸檢測、35分鐘即可出結(jié)果的博奧防疫“輕騎兵”-全集成新冠檢測移動實驗室。
想做核酸檢測，有了一種新的“打開方式”：只需站在一輛輕型客車外的指定位置，便會有采樣機器人完成口腔咽拭子的采樣，采樣樣本通過快速滅活處理后直接加入芯片分析系統(tǒng)，45分鐘即出結(jié)果，最快35分鐘可報陽性。整個過程只需要兩名工作人員，車上搭載的8臺低通量或中通量檢測儀每天可分別處理樣本500至2000人份。
近日，由清華大學(xué)、生物芯片北京國家工程研究中心和北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司共同研發(fā)的國內(nèi)首款由輕型客車搭載的新冠病毒核酸檢測移動實驗室正式交付。該款檢測車接通220V民用電或啟動車上自帶的發(fā)電機即可正常工作，可準(zhǔn)確、快速檢測新冠病毒，可靈活、便捷地在邊境口岸、社區(qū)聚集性疫情等情況下開展核酸檢測，并滿足防疫期間手術(shù)急救、腦卒中、心梗、口腔等緊急醫(yī)療服務(wù)需求，為疫情防控提供了有力的技術(shù)支撐和保障。
最快35分鐘實現(xiàn)“樣本入，結(jié)果出”
目前，國內(nèi)已有多款新冠病毒移動檢測實驗室，它們多為大型貨車或客車，車廂內(nèi)分割成4間房，其構(gòu)成是將整建制的常規(guī)PCR實驗室儀器設(shè)備集成于其中，但也有著體積龐大、價格昂貴、行動受限等短板。
新冠病毒核酸檢測移動實驗室
北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)該研發(fā)項目的潘良斌博士介紹，與上述移動實驗室相比，這款由輕型客車搭載的新冠病毒核酸檢測移動實驗室構(gòu)造并不復(fù)雜，主要分為緩沖區(qū)和工作區(qū)：“緩沖區(qū)主要起到更換工作服、保證車內(nèi)壓力等作用。工作區(qū)里設(shè)置了P2生物安全柜（內(nèi)裝采樣機械手和快速滅活儀等）和檢測實驗操作區(qū)域、信息展示區(qū)域和人工采樣操作區(qū)。如果需要用到人工采樣的話，護士坐在指定位置，通過手套箱伸出去采樣，也可以實現(xiàn)物理隔離。”
使得該款檢測車如此空間緊湊、省去多個隔離空間設(shè)計的奧秘，在于車上搭載的全集成封閉式核酸快速檢測芯片。
“全集成芯片實際上是一個芯片實驗室的概念，它實現(xiàn)了我們傳統(tǒng)實驗需要在不同實驗室里邊才能完成的工作。”潘良斌介紹，在將樣品加入芯片后，芯片立即封閉，之后樣品處理、擴增反應(yīng)和結(jié)果檢測等功能均不需人工干預(yù)，全部自動完成，最快35分鐘即可實現(xiàn)“樣本入，結(jié)果出”，“這徹底避免了常規(guī)PCR所需的核酸提取、體系配制等操作，最大程度降低了操作人員的感染風(fēng)險及樣本間發(fā)生交叉污染的風(fēng)險?！?/span>
全集成新型冠狀病毒核酸檢測碟式芯片系統(tǒng)
截至目前，全集成新型冠狀病毒現(xiàn)場檢微流控芯片分析系統(tǒng)已獲得4項發(fā)明專利和5項實用新型專利授權(quán)，檢測靈敏度可達150拷貝/毫升，檢測速度比常規(guī)PCR快3倍以上。為方便檢測結(jié)果快速上報，移動實驗室還同時配備5G通信系統(tǒng)。
可應(yīng)用在社區(qū)、口岸等多場景，減少人員流動風(fēng)險
值得注意的是，這款檢測車除安全、快速外，整個實驗過程還不受場地環(huán)境和人員技術(shù)水平限制，大大節(jié)約了人力資源。
潘良斌告訴記者，這種移動檢測車的使用，如果采用機械手采樣，一輛車除司機外只需要兩個人：一個人監(jiān)控電腦操縱采樣機械手，另一個人將快速滅活后的樣本加入全集成檢測芯片，將芯片放入檢測儀并在電腦上實時讀取檢測結(jié)果。操作掌握起來只需要約2小時培訓(xùn)。
在新冠肺炎疫情防控進入常態(tài)化的背景下，這具有相當(dāng)多的應(yīng)用場景。
“疫情發(fā)生之后，我們接到很多國家層面的研發(fā)任務(wù)，做相關(guān)的應(yīng)急研發(fā)。比如說前期防疫情輸入，有些口岸連像樣的醫(yī)院都沒有，更不具備先進的核酸檢測手段，但新冠病毒又是烈性病毒，所以急需開發(fā)一種在普通環(huán)境下可以做檢測的封閉式、全自動的車載式快速響應(yīng)實驗室?！敝袊こ淘涸菏?、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院講席教授、生物芯片北京國家工程研究中心主任、博奧生物集團總裁程京介紹，這是一個聯(lián)合攻關(guān)的過程：在采集咽拭子的過程，要避免人工操作，所以要研發(fā)口腔咽拭子取樣機器人；病毒快速滅活需要自動化，需要研發(fā)臨床樣本滅活前處理儀；中國各地檢測現(xiàn)場氣候、氣溫差異大，要保持一個穩(wěn)定恒溫的環(huán)境，就要做車載式檢測實驗室、改裝汽車……
“移動檢測車就很好地解決了這些問題。它是車載的，靈活機動，比如社區(qū)暴發(fā)群體性疫情，把搭載檢測實驗室的車開過去采樣檢測，可減少人員流動帶來病毒進一步傳播的風(fēng)險?！背叹┱f。值得一提的是，移動實驗室所采用的咽拭子采樣機械手由清華機械工程系設(shè)計研發(fā)，而移動實驗室的內(nèi)外工業(yè)設(shè)計則均由清華美院完成，所以這是一項多學(xué)科交叉、跨領(lǐng)域合作的科研成果。
接通220V民用電即可正常工作，各項性能、指標(biāo)全球領(lǐng)先
潘良斌介紹，在世界范圍內(nèi)，目前美國、歐洲、日本和韓國均無與該款檢測車相同水平的移動實驗室，其各項指標(biāo)和性能均為全球領(lǐng)先：“我們目前看到的其他的移動實驗室都是針對傳統(tǒng)PCR核酸檢測，一是實驗方法本身時間用時較長，做一個實驗需要2至3個小時；二是對空間和設(shè)備的要求都非常高，其車輛通過性和機動性都較弱?！?/span>
記者了解到，由于這款移動實驗室的車輛較小、使用低功耗快速病毒滅活系統(tǒng)，空調(diào)使用房車空調(diào)，大幅降低了用電量，因此接通220V民用電即可正常工作，這增強了移動實驗室的機動靈活性，能很好地滿足復(fù)雜環(huán)境和醫(yī)療水平落后地區(qū)以及口岸出入境靈活機動移動式檢測的需求。目前產(chǎn)能大約一個月20臺，產(chǎn)能可按需迅速提高。目前，除了這批在珠海交付的移動檢測車，博奧還將在青島、沈陽等地交付更多的移動檢測車，并大力推進國際市場的應(yīng)用。
研發(fā)團隊也坦言，技術(shù)研發(fā)無止境。
“當(dāng)前對新冠病毒的防控已經(jīng)進入常態(tài)化階段，未來的研發(fā)也將會是一個持續(xù)的過程。產(chǎn)品的性能會不斷提升，檢測時間和檢測靈敏度會更高。與此同時，我們對病毒的認(rèn)知也越來越多，比如發(fā)現(xiàn)它在不斷變異，如果病毒基因序列關(guān)鍵點有變化，就有可能檢測不出了。所以，對病毒的檢測和治療會是一個長期的過程?！背叹┱f。
