從采樣到結(jié)果報告，未來的核酸檢測要實(shí)現(xiàn)「無人化」
By 超神經(jīng)
內(nèi)容提要：新冠肺炎疫情依然困擾著全球各國，工作在一線的醫(yī)務(wù)人員更是面臨著巨大的風(fēng)險與壓力。為了解決感染問題以及提高工作效率，自動化核酸檢測設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。
關(guān)鍵詞：核酸檢測 自助采樣 自動化檢測
核酸檢測，這個曾經(jīng)陌生的醫(yī)學(xué)名詞，如今已成為今年的年度熱詞之一。
抗疫戰(zhàn)場上，負(fù)責(zé)核酸檢測的醫(yī)務(wù)人員，是距離病毒最近的人之一，是「手握」病毒的勇士，工作中要承受極大的感染風(fēng)險與心理壓力。
疫情爆發(fā)時期，采樣人員每天最多要采樣數(shù)百甚至上千例
堅守一線的醫(yī)護(hù)人員，即使全副武裝，依然無法百分百避免感染。據(jù)中疾控報告顯示，國內(nèi)超過 3000 名醫(yī)護(hù)人員感染了新冠病毒。而全球更是有數(shù)萬名醫(yī)護(hù)人員沒能逃過被感染的厄運(yùn)。
針對這一現(xiàn)狀，各醫(yī)療、科研機(jī)構(gòu)都在積極開發(fā)自動化解決方案，從源頭上減少醫(yī)護(hù)人員的交叉感染風(fēng)險。
未來，核酸檢測這項(xiàng)艱巨而光榮的任務(wù)，就可以交給這些可愛的機(jī)器了。
?全自助核酸采樣機(jī)，自己動手?5 分鐘完事
11 月 11 日，在深圳開幕的高交會上，一臺「核酸檢測自助采樣機(jī)」吸引了眾多參觀者。
據(jù)介紹，這臺自助采樣機(jī)可實(shí)現(xiàn)智能化、全天候、無人值守的核酸咽拭子采樣。
該設(shè)備由南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院參與開發(fā)
處理倉配有全外排負(fù)壓系統(tǒng)和紫外消毒系統(tǒng)，避免樣本污染
?自助采樣第一步：身份識別?
首先，進(jìn)行采樣之前，被采樣者首先通過人臉識別，進(jìn)行人身份信息登記。
計算機(jī)在讀取與認(rèn)證被采樣人員身份信息后，當(dāng)即獲得唯一 ID，此后的采樣過程全流程與此 ID 相關(guān)聯(lián)，避免了人工操作可能出錯的情況。
?自助采樣第二步：咽拭子采樣?
身份登記完成后，被采樣人員可領(lǐng)取專用采樣工具和張口器，然后在視頻引導(dǎo)下，準(zhǔn)確找到咽拭子有效采樣部位，并采集到合格樣本，之后由機(jī)器人對樣本進(jìn)行自動化收集、封裝、保存的專用設(shè)備。
如果采集不到位，可能會造成樣本無效。因此，為了保證采樣的真實(shí)性、有效性，自主采樣機(jī)一次采集可獲取四個有效部位樣本，采樣工具在拭子抵達(dá)采樣區(qū)域后將自動觸發(fā)拭子旋轉(zhuǎn)，以確保采集到上皮細(xì)胞。
右滑查看自助采樣流程
目前核酸檢測自助采樣機(jī)單人采樣全程在 5 至 8 分鐘左右，并且能夠滿足單采和混采的要求（單采指 1 個人的樣本單獨(dú)在 1 個采集管中，混采為多人樣本集合于 1 個采集管中，混采的目的是提高檢測效率）。
研發(fā)人員表示，核酸自助采樣機(jī)能夠在無人值守的情況下，全天候自助完成核酸采樣，多種型號適應(yīng)不同使用場景而廣泛應(yīng)用，是快速開展大規(guī)模采樣的利器，未來可將在海關(guān)、醫(yī)院、疫情突發(fā)地區(qū)投入使用。
?核酸提取、擴(kuò)增、上機(jī)檢測，打包交給機(jī)器
核酸檢測涉及多個步驟，采樣只是第一步。
采樣之后，核酸的提取與檢測，依然是一項(xiàng)大工程。從收樣到反饋結(jié)果，需要經(jīng)過滅活、轉(zhuǎn)板、核酸提取、試劑反應(yīng)、結(jié)果判定等多個步驟，期間檢測員面臨的風(fēng)險依然很高。
傳統(tǒng)方式下，整個流程中需要多次手動操作
因此，自疫情爆發(fā)之后，國內(nèi)外多家科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備制造商，都相繼研發(fā)出了核酸自動檢測儀，不僅提高檢測效率，也讓相關(guān)的醫(yī)務(wù)人員得到有效保護(hù)。
以哈工大科研團(tuán)隊研發(fā)的新冠病毒核酸自動檢測儀為例，能夠?qū)崿F(xiàn)核酸提取、擴(kuò)增反應(yīng)、RT-PCR 體系配置和結(jié)果報告的全流程自動化。
?自動檢測第一步：核酸提取?
核酸提取作為分子診斷實(shí)驗(yàn)的第一步，也是最關(guān)鍵的一步。傳統(tǒng)的方法主要有酚抽提法、堿裂解法等，其中包含沉淀、離心等操作，其所需的生物樣本量較大，且提取的步驟較為繁雜、費(fèi)時費(fèi)力，得率也不高。
自動化提取設(shè)備則加速了這一過程，將效率提升數(shù)十倍。現(xiàn)有的設(shè)備基本上每小時同時提取約 70?個樣本，個別設(shè)備甚至可提取 140 多例。而且每名操作員可同時操作 1-3 臺設(shè)備，大大降低了人工工作強(qiáng)度。
??自動檢測第二步：RT-PCR 上機(jī)檢測?
這一步主要是使用的是熒光定量 PCR 儀。該類設(shè)備已屬于非常成熟的檢測設(shè)備，檢測時長和檢測通量相差不多，基本上可以通過增加設(shè)備數(shù)量來應(yīng)對大規(guī)模篩查的需要。
常見的熒光定量 PCR 儀，以 2 臺為一組，一輪可以檢測 192 例樣本，用時大約兩小時。
右滑查看自動檢測流程
目前，各科研機(jī)構(gòu)仍在不斷改進(jìn)自動化核酸檢測方案，爭取更加便捷、快速、準(zhǔn)確的疫情監(jiān)控。未來，從樣本進(jìn)設(shè)備，到報告結(jié)果出設(shè)備，將只需數(shù)十分鐘。
在新冠病毒尚未被消滅的當(dāng)下，這些自動化設(shè)備，都將為突發(fā)疫情和常態(tài)化防控提供了有力保障。那些堅守一線與疫情戰(zhàn)斗的醫(yī)務(wù)人員，也終于可以脫下疲憊的戰(zhàn)衣，放松一下了。
順便說一下，今年 6 月，丹麥的南丹麥大學(xué)機(jī)器人工程師團(tuán)隊，也研發(fā)出了自動咽拭子采樣設(shè)備，如下圖所示，你敢試試嗎？
—— 完 ——
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