香港特別行政區(qū) 食品安全中心

　　PCR核酸診斷技術(shù)雖經(jīng)典

　　但難以滿足現(xiàn)今檢驗(yàn)檢疫需求

　　現(xiàn)今的流感病毒檢測(cè)，主要還是依賴(lài)基于PCR原理的核酸檢測(cè)方法，是目前為止使用最廣泛的快速有效的診斷方法，也在突發(fā)傳染病應(yīng)急工作中發(fā)揮巨大的作用。

　　目前廣泛運(yùn)用的PCR實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)(real-time，RT-PCR)是基于PCR檢測(cè)流程中引物和探針對(duì)流感病毒的特異基因進(jìn)行識(shí)別與擴(kuò)增，對(duì)流感病毒進(jìn)行檢測(cè)及分析的診斷方法。

　　盡管RT-PCR檢測(cè)已經(jīng)是現(xiàn)今適用范圍最廣，速度最快的檢測(cè)方法，但其仍然不能滿足社會(huì)要求。這是因?yàn)镽T-PCR的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程繁復(fù)，除了需要提取樣品的RNA/DNA，還需要經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)的基因擴(kuò)增才能滿足結(jié)果的可靠性。

　　不得不承認(rèn)的是，PCR實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)比以往的檢測(cè)方法快速很多，但是即使整個(gè)檢測(cè)過(guò)程順暢也需要一天的時(shí)間去預(yù)處理試驗(yàn)樣品和分析檢測(cè)結(jié)果，仍然很難滿足現(xiàn)今檢驗(yàn)檢疫的需求。

　　為什么說(shuō)RT-PCR檢測(cè)很難滿足現(xiàn)今檢驗(yàn)需求?

　　對(duì)于流感病毒來(lái)說(shuō)，檢測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)，傳播風(fēng)險(xiǎn)就越大，因?yàn)榱鞲胁《究梢酝ㄟ^(guò)呼吸渠道傳播。打個(gè)比方，如果100只食用雞要從深圳運(yùn)往香港，在關(guān)口需要進(jìn)行檢疫，如果抽30個(gè)樣，而由抽樣到診斷結(jié)果與分析的過(guò)程至少要至下午甚至第二天早上，在這段接近一天的檢疫過(guò)程中，已經(jīng)足夠讓流感病毒在檢疫動(dòng)物群中散播。

基于PCR的檢測(cè)需要花很多時(shí)間在擴(kuò)增上

　　現(xiàn)今檢測(cè)方法中，影響時(shí)間的最重要因素最主要是量，量不僅影響檢測(cè)下限(detection limit/LOD)，而且還會(huì)增加檢測(cè)所需的時(shí)間。

　　隨著外界對(duì)樣品檢測(cè)結(jié)果的精度要求及檢測(cè)效率的提高，業(yè)界和科學(xué)家們漸漸的把檢測(cè)方案的技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)向微流控設(shè)備上，旨在利用微流體的高效技術(shù)在縮短檢測(cè)時(shí)間的同時(shí)，還能提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和敏感性。

　　微流控芯片技術(shù)的特點(diǎn)——微量、高效、節(jié)省

　　微流控技術(shù)在各方面都體現(xiàn)了其“微”的特性，微流控技術(shù)的應(yīng)用平臺(tái)通常被設(shè)計(jì)成小型芯片，既含蓋微流體操作系統(tǒng)又滿足實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析功能。

　　50年前，微電子技術(shù)創(chuàng)造了信息科學(xué)的革命性發(fā)展，而芯片實(shí)驗(yàn)室將在不久的未來(lái)，對(duì)科學(xué)的技術(shù)與分析以及相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)生至關(guān)重要的作用，或?qū)⒊蔀槿祟?lèi)社會(huì)里程碑性的革新。

　　我們知道，計(jì)算機(jī)芯片微化了計(jì)算程序，而芯片實(shí)驗(yàn)室將使實(shí)驗(yàn)室微型化。

　　例如在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，它不僅可以使珍貴的生物樣品和試劑消耗降低到皮升甚至納升級(jí)，而且能夠極速提高分析速度并同時(shí)降低成本;在合成化學(xué)領(lǐng)域，它可以使本需要在一個(gè)大實(shí)驗(yàn)室花大量樣品、試劑和很多時(shí)間才能完成的分析和合成，可以在一塊小至幾平方厘米的芯片上花很少量樣品和試劑并在很短的時(shí)間完成大量實(shí)驗(yàn);在分析化學(xué)領(lǐng)域，它可以使以前大的分析儀器變成平方厘米尺寸規(guī)模的分析儀，將大大節(jié)約資源和能源。

　　總而言之，由于芯片實(shí)驗(yàn)室排污很少，所以被稱(chēng)作是一種“綠色”技術(shù)。

　　近年來(lái)，香港政府極力推動(dòng)生物科學(xué)在香港本土的發(fā)展。作為中國(guó)大陸與國(guó)外的特殊樞紐，香港有著無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，再加上香港本土的幾所出色大學(xué)，尤其香港大學(xué)、香港科技大學(xué)，中文大學(xué)在生物科技上的優(yōu)異成果與在內(nèi)地交流上的不斷推動(dòng)，使得生物科技產(chǎn)業(yè)在香港不斷壯大，所以香港科學(xué)院也專(zhuān)門(mén)地設(shè)立了生物技術(shù)中心保證生物科技在香港的可持續(xù)發(fā)展。

　　香港本土研究性的生物科技企業(yè)SBT(Sanwa BioTech)是香港是香港生物科技創(chuàng)新發(fā)展的成功模范。自2012年建立以來(lái)，其與德國(guó)研究機(jī)構(gòu)和香港本土納米研究院親密合作，自主研發(fā)出微流控芯片實(shí)驗(yàn)室快速檢測(cè)平臺(tái)，其吸引診斷市場(chǎng)的亮點(diǎn)在于“能在15分鐘內(nèi)利用一滴血液樣品檢測(cè)多種流感病毒”。

　　其芯片基于免疫分析(immunoassay)原理，利用抗原、抗體以及熒光標(biāo)靶作為主要根據(jù)，既可保證準(zhǔn)確性亦易于分析。美國(guó)早前已有類(lèi)似設(shè)備生產(chǎn)，但基于儀器設(shè)備仍維持龐大陣型，難于攜帶，不能很好解決實(shí)驗(yàn)室流動(dòng)性差等問(wèn)題，而SBT不僅在技術(shù)上滿足的檢測(cè)要求，并且將其設(shè)備設(shè)計(jì)為可攜帶的小型檢測(cè)儀，還配備云端數(shù)據(jù)儲(chǔ)備與分析功能，既能在實(shí)驗(yàn)室工作，也能在流動(dòng)檢疫站及外郊農(nóng)場(chǎng)工作。另外，這項(xiàng)來(lái)自SBT的獨(dú)家檢測(cè)平臺(tái)已申請(qǐng)專(zhuān)利，并在香港科學(xué)院成果完成公眾路演，并希望將來(lái)能設(shè)計(jì)得更輕便更精簡(jiǎn)。

　　SBT在微流控芯片技術(shù)上的愿景

　　SBT的2015年計(jì)劃是在公共機(jī)構(gòu)中試驗(yàn)更多不同種類(lèi)的病毒檢測(cè)，如檢疫站的豬、禽病毒檢測(cè)，動(dòng)物協(xié)會(huì)的貓、狗等寵物的日常健康檢測(cè)以及食品安全檢測(cè)等，并致力于為人類(lèi)檢測(cè)作準(zhǔn)備。SBT目前的驕人成績(jī)得到香港相關(guān)部門(mén)的贊許和支持，并希望可順利投入使用，提高檢疫效率。

　　在生物技術(shù)發(fā)展日益壯大的今天，我們希望利用此項(xiàng)微流控芯片實(shí)驗(yàn)室快速檢測(cè)平臺(tái)，在未來(lái)流感爆發(fā)時(shí)不用在機(jī)場(chǎng)再滯留數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天的隔離。戳一下手指，在等待的15分鐘間，喝上一杯咖啡，即可得出多項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果，高效率地排除非流感的高溫乘客，減少交叉感染與人傳人的風(fēng)險(xiǎn)。