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日本开发出全球最快的新冠病毒检测技术,5分钟即可完成检测

2021年04月27日 生物医药

日本理化学研究所(理研)、东京大学及京都大学组成的研究团队4月19日宣布,开发出了全球最快的新冠病毒检测技术,可以在5分钟内完成检测。这种新检测法兼具常规抗原检测法的“便捷性”和PCR检测法的“高灵敏度”,有望在短时间内检测大量样本。计划与企业合作,2年左右实现实用化。

新冠病毒目前主要通过检测病毒抗原的抗原检测法和扩增病毒RNA进行检测的PCR检测法来诊断,分别用于筛查和确诊等。

抗原检测只需30分钟左右就能轻松检测出病毒,因此适用于筛查,但课题是检测灵敏度不高,检测错误也比较多。PCR检测至少需要一个小时的时间进行预处理,也会出现检测错误,因此很难在短时间内高精度检测大量样本。

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以往的新冠病毒诊断法的示意图(图片由理研、东大和京大的研究团队提供)

对此,以理研开拓研究本部的渡边力也主任研究员、东京大学先端科学技术研究中心的西增弘志教授和京都大学病毒与再生医科学研究所的野田岳志教授等人为主的研究团队,通过融合全球最先进的“微芯片技术”和核酸检测技术“CRISPR-Cas13a”,成功开发出了全球最快的新冠病毒检测法“SATORI法”。

据研究团队介绍,这种检测方法是在核酸内切酶“Cas13a”与切断后会发光的荧光性功能分子“荧光报告蛋白”混合溶液中加入样本进行检测。样本中含有新冠病毒RNA的话,病毒RNA与Cas13a会形成复合体。这种复合体会切断荧光报告蛋白,从而发光提示病毒的存在。SATORI法就是利用该原理来检测是否感染的。能在5分钟内完成检测,速度为全球最快。

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利用SATORI法检测新冠病毒的原理(图片由理研、东大和京大的研究团队提供)

SATORI法的特点是采用微芯片技术。在微芯片上1厘米见方的空间内设置了约100万个微型试管。有病毒RNA的话,会在各个微型试管中发光,因此即使只有一个病毒分子也能检测出来,通过确认发光数量还可以调查病毒量。

检测灵敏度约为每微升1000个病毒RNA。据研究团队介绍,灵敏度虽然不如PCR检测,但能够从感染者的样本中检测出病毒RNA的量。成本也高于PCR的5美元左右,约为9美元,但相对来说还是比较低的。

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如有新冠病毒,微芯片上的微型试管会发光(图片由理研、东大和京大的研究团队提供)

SATORI法除了传染病诊断外,还有望用于癌症等疾病的生物标志物。这一系列研究是在日本科学技术振兴机构(JST)战略性创造研究推进事业(CREST)和日本医疗研究开发机构(AMED)等机构的支援下推进的。相关研究成果已于4月19日发布在科学期刊《Communications Biology》的电子版上。

论文信息
题目:Amplification-free RNA detection with CRISPR-Cas13
期刊:Communications Biology
DOI:10.1038/s42003-021-02001-8

日语发布资料

日语原文

日文:JST Science Portal 编辑部
中文:JST客观日本编辑部