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基于 LAMP 的微流控平臺應用之單基因檢測

傳統PCR擴增芯片技術需要良好的溫控系統,且 95℃高溫對芯片的密封性及內置試劑的性能都會有影響。為了克服常規 PCR 高溫的不利影響,核酸恒溫擴增技術隨之發展起來。LAMP 是一種等溫擴增方法,在 65的溫度下運行,它的高靈敏性和穩定性、低運行成本和設備的簡單性使其成為在低資源環境下遺傳分析最有前途的技術之一。現在 LAMP 微流控平臺已被用于各種 POC 檢測。

2016年,Sayad等研究開發了基于微流體盤的LAMP芯片,集成了樣品制備和檢測功能。該圓盤芯片由兩層聚甲基丙烯酸甲酯層和夾在中間的壓敏膠膜材料組成。實驗時,首先將 LAMP 試劑和含有DNA 模板的溶液預先裝載到各自的腔室中,并密封在芯片內,隨后通過調節圓盤的轉速、改變離心力來實現溶液混合。

使用熱風槍將芯片保持在高溫下,并由紅外攝像機監控芯片溫度。通過監控反應體系中 SYBR Green I 染料的熒光值變化,實現可視化檢測,其最低檢測限可達到 5 pg μL-1 。由于LAMP 反應所需恒溫的溫度較低,一旦LAMP 試劑和核酸模板混合后便可立即進入擴增反應;在實際操作中,體系配置、混合、離心、放入反應儀器等過程容易造成較大差異,導致實驗結果穩定性、一致性欠佳。

而該體系的優點就在于在恒溫反應前試劑與模板各自分離,一旦混合后即可處于溫度及信號收集器的監控中,可控性好、信號收集及時準確,但該系統需配置大體積溫度和磁盤旋轉控制系統,導致設備體積較大,成為 POCT 應用的阻礙。LAMP 與傳統 PCR 技術相比,更節省實驗時間,優勢明顯,因此研究者們不斷探索 LAMP-微流控芯片在 POCT 的應用。2019 年,aterfifield等系統評價了基于 LAMP 微流控平臺診斷兒童感染性腦膜炎球菌疾病的準確性,結果顯示出高度準確性(敏感性0.841.0和特異性0.941.0)。

2020年,Augustine等建立了一種快速、敏感、特異、經濟有效的檢測COVID-19的LAMP方法,并提出構建 LAMP微流控檢測平臺,并應用于新型冠狀病毒POC檢測,前景巨大。



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