新冠肺炎(COVID-19)疫情肆虐全球,至目前已有1000多萬人確診,51萬多人死亡,造成全世界恐慌,各國紛紛投入疫苗及相關檢測藥物研發(fā),希望能遏止疫情的擴散。臺灣成功大學生物科技與產(chǎn)業(yè)科學系許觀達助理教授以納米科技制作出COVID-19蛋白檢測芯片,測試COVID-19個案血液抗體對新冠蛋白的辨識反應,其準確性與精準度高達95%以上,操作流程平均僅需12分鐘。
許觀達指出,一般的新冠病毒檢測使用核酸檢測,以鼻咽采檢非常不舒服且增加傳染風險,核酸檢測病毒的遺傳物,在病毒量低或是采檢不到的地方是沒辦法測出的。根據(jù)深圳醫(yī)院研究指出,約59%的人由第一次核酸檢測確診,因此國內(nèi)以送檢3次為確診依據(jù)。相反的,以血液抗體檢測檢測人體對外來病毒的免疫反應,在患病7日后到痊愈數(shù)個月后仍可測得,加上采血容易,成為實驗室研究開發(fā)重點。
受新冠病毒感染的免疫反應存在極大的個體差異,有人癥狀很嚴重而有些人沒明顯癥狀,很難以一個或兩個病毒蛋白抗原做為檢測標準,因此市面出現(xiàn)的血液快篩檢測常常不甚準確,有鑒于此,實驗室跟市場走完全不同的方向,扎實地囊括多種新冠病毒蛋白,更增加了檢測其他高致病冠狀病毒,準確并廣泛地研究新冠病毒感染后的免疫反應及專一性。
納米科技制作的COVID-19蛋白檢測芯片
許觀達談到蛋白質(zhì)芯片是高通量篩選平臺,非常適用于解析免疫反應,在一月新冠病毒爆發(fā)時期,他開始苦思設計冠狀病毒蛋白芯片,于二月完成雛形并于三月試量產(chǎn),經(jīng)由一系列的生產(chǎn)和品管,得到高品質(zhì)的新冠病毒蛋白芯片,100%的蛋白表達與25-50 pg的抗體檢測極限,這個檢測能力比快篩試紙或是酵素免疫分析法強1000倍以上,所以可以在少量的血液檢體中獲得最大量的抗體免疫信息。
接著進一步使用臨床檢體,驗證冠狀病毒蛋白芯片的臨床效應,測定30位新冠確診患者及30位健康受試者血液中的IgG及IgM,獲得97%的敏感性及97%的特異性。一片冠狀病毒蛋白芯片可以同時檢測14個血液樣本,耗時約150分鐘,平均一個檢體耗時約12分鐘,由于蛋白芯片上有許多病毒蛋白,他們進一步歸納出一組高效的生物標志物,可用來生產(chǎn)更準確的快篩試劑。
蛋白質(zhì)芯片的技術是許觀達在美國約翰霍普金斯Heng Zhu實驗室學習而來,攜家?guī)Ь鞖w國半年以來,忙碌奔波建立新實驗室之際,卻恰巧遇上新冠疫情,發(fā)揮了返鄉(xiāng)的目地,以專長設計制造出冠狀病毒蛋白芯片,在研究室初創(chuàng)之際,無論在經(jīng)費、儀器和產(chǎn)品推廣上都有很大的困難,他很感謝成功大學育成中心及圓夢計劃給予經(jīng)費的支持,陳健生教授借予儀器,何宗憲醫(yī)師、中研院林宜玲研究員、高雄國軍醫(yī)院周怡佑護理師的幫忙與支持,以及學生杜品咸、Batuhan日以繼夜的付出。
許觀達表示當初在美國學到的技術,如今授權給美國公司CDI Laboratories(世界最大的人類蛋白質(zhì)芯片公司)在歐美銷售,是非常大的肯定。冠狀病毒蛋白芯片已經(jīng)進入量產(chǎn)及技術授權階段,未來將朝著全自動蛋白質(zhì)芯片診斷系統(tǒng),以及新時代快篩試劑并進。
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原文標題:臺灣成功大學研制出高效COVID-19蛋白檢測芯片,12分鐘出結(jié)果
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