根据台湾流行疫情指挥中心公布,目前台湾共有34家指定检验机构,目前每日采检平均约1500件,最大量能可达3800件。检验专家认为,以目前检测量能来说尚可应付现况,但如果进入社区传播阶段,检验量至少翻倍,因此,应善用检验科技来提升防疫效率。台湾工研院院长刘文雄表示,新冠肺炎症状像感冒,希望能在病症前期就快速筛检出来,以提早隔离,减少传染机会。因此,工研院朝此方向前进,与国防预医所、国内业者合作,开发出新冠病毒手持式核酸分子快筛系统“疫开罐”。
手持式核酸分子快筛系统,体积最迷你
开发“疫开罐”的幕后功臣,是工研院生医所精准医疗指引诊断技术组副组长江佩馨。早在年初疫情爆发时,江佩馨就与团队推敲,是否能将2016年开发的小型化分子诊断系统雏形应用在新冠病毒检测上。
新年过后,工研院就接到防疫研发任务,江佩馨立即整顿团队,快速开发出新冠病毒核酸检测定性系统“疫开罐”。
“疫开罐”名字由来是因为这套手持式核酸分子快筛系统,体积只有易拉罐大小,以目前实验室最常使用的即时定量pcr (real-time pcr) 检测仪来说,重量约32公斤,但“疫开罐”的重量只有600克,与传统机台相比,足足相差了57倍。
这个易拉罐大小的瓶子,是快速检验新冠肺炎的最新利器。“疫开罐”的原型是流感快速检测仪,江佩馨指出,台湾拥有特殊的气候与生活习惯,常在特定季节或时段爆发肠病毒、登革热与流感等区域性传染病,检验单位几乎整年都要忙。
国内的检测诊断设备往往设置在大医院中,且快筛时间至少要30分钟,准确度也仅约6~7成,而常规核酸检测精准度虽可达9成,但从核酸提取到上机需要等待4~6小时,才能得到结果,使用上各有优缺点,如何取得准确度与速度之间的平衡,也需要依靠技术突破。
因此,江佩馨跳脱传统庞大加热模组方式,为了让检测效果更好,也改良了反应管、萃取试剂、反应酵素、特殊热对流循环,完成即时聚合酶链锁反应所需套组,也将传统需时4~6小时,压缩成前处理20分钟、核酸试剂反应40分钟,一次可检测六个样本,整个流程只需一小时即可得知阳性、阴性结果。
掌握关键零组件,准确、快速、易移动,三大优势融一体
有了上一代流感的分子快速检测系统雏形,江佩馨持续关注国际上公布的新冠病毒序列变化,团队也找寻病毒变异最少、高度保守的病毒基因序列, 设计数十组引子(primer),又委托美国、新加坡的合作伙伴合成探针。
在资料收集同时,团队也同步进行“疫开罐”专用的光学即时检测模组开发,以及作为验证的病毒核衣壳(nucleocapsid) – n基因、病毒套膜(envelope) – e 基因标准品设计。目前已完成模拟检体测试,准确率达90%。
“疫开罐”可谓将准确、快速、易移动三大优势融为一体,未来可用于入境机场、港口、医疗院所、社区诊所进行高风险特定族群快速即时筛检。
工研院生医与医材研究所所长林启万表示,现阶段全球新冠疫情肆虐,许多核酸检测设备的关键零组件都不能进口,工研院开发的设备,关键材料都可自行生产,在重要时刻可发挥最大作用。
“疫开罐”正在进行流行疫情指挥中心研发组推动的专案制造申请,接下来会利用工研院gmp厂进行试量产,预计6月底产量可达1万支,为满足未来的需求,目前正同步接洽厂商组建更大规模的产能。
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