近日，由清華大學(xué)、生物芯片北京國家工程研究中心和北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司共同研發(fā)的全國首款輕型客車(chē)搭載的全集成新冠檢測移動(dòng)實(shí)驗室正式亮相。中新社、光明日報等諸多權威媒體走進(jìn)博奧，深度探訪(fǎng)、揭秘家門(mén)口做核酸檢測、35分鐘即可出結果的博奧防疫“輕騎兵”-全集成新冠檢測移動(dòng)實(shí)驗室。
想做核酸檢測，有了一種新的“打開(kāi)方式”：只需站在一輛輕型客車(chē)外的指定位置，便會(huì )有采樣機器人完成口腔咽拭子的采樣，采樣樣本通過(guò)快速滅活處理后直接加入芯片分析系統，45分鐘即出結果，最快35分鐘可報陽(yáng)性。整個(gè)過(guò)程只需要兩名工作人員，車(chē)上搭載的8臺低通量或中通量檢測儀每天可分別處理樣本500至2000人份。
近日，由清華大學(xué)、生物芯片北京國家工程研究中心和北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司共同研發(fā)的國內首款由輕型客車(chē)搭載的新冠病毒核酸檢測移動(dòng)實(shí)驗室正式交付。該款檢測車(chē)接通220V民用電或啟動(dòng)車(chē)上自帶的發(fā)電機即可正常工作，可準確、快速檢測新冠病毒，可靈活、便捷地在邊境口岸、社區聚集性疫情等情況下開(kāi)展核酸檢測，并滿(mǎn)足防疫期間手術(shù)急救、腦卒中、心梗、口腔等緊急醫療服務(wù)需求，為疫情防控提供了有力的技術(shù)支撐和保障。
最快35分鐘實(shí)現“樣本入，結果出”
目前，國內已有多款新冠病毒移動(dòng)檢測實(shí)驗室，它們多為大型貨車(chē)或客車(chē)，車(chē)廂內分割成4間房，其構成是將整建制的常規PCR實(shí)驗室儀器設備集成于其中，但也有著(zhù)體積龐大、價(jià)格昂貴、行動(dòng)受限等短板。
新冠病毒核酸檢測移動(dòng)實(shí)驗室
北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司負責該研發(fā)項目的潘良斌博士介紹，與上述移動(dòng)實(shí)驗室相比，這款由輕型客車(chē)搭載的新冠病毒核酸檢測移動(dòng)實(shí)驗室構造并不復雜，主要分為緩沖區和工作區：“緩沖區主要起到更換工作服、保證車(chē)內壓力等作用。工作區里設置了P2生物安全柜（內裝采樣機械手和快速滅活儀等）和檢測實(shí)驗操作區域、信息展示區域和人工采樣操作區。如果需要用到人工采樣的話(huà)，護士坐在指定位置，通過(guò)手套箱伸出去采樣，也可以實(shí)現物理隔離?！?/span>
使得該款檢測車(chē)如此空間緊湊、省去多個(gè)隔離空間設計的奧秘，在于車(chē)上搭載的全集成封閉式核酸快速檢測芯片。
“全集成芯片實(shí)際上是一個(gè)芯片實(shí)驗室的概念，它實(shí)現了我們傳統實(shí)驗需要在不同實(shí)驗室里邊才能完成的工作?！迸肆急蠼榻B，在將樣品加入芯片后，芯片立即封閉，之后樣品處理、擴增反應和結果檢測等功能均不需人工干預，全部自動(dòng)完成，最快35分鐘即可實(shí)現“樣本入，結果出”，“這徹底避免了常規PCR所需的核酸提取、體系配制等操作，最大程度降低了操作人員的感染風(fēng)險及樣本間發(fā)生交叉污染的風(fēng)險?！?/span>
全集成新型冠狀病毒核酸檢測碟式芯片系統
截至目前，全集成新型冠狀病毒現場(chǎng)檢微流控芯片分析系統已獲得4項發(fā)明專(zhuān)利和5項實(shí)用新型專(zhuān)利授權，檢測靈敏度可達150拷貝/毫升，檢測速度比常規PCR快3倍以上。為方便檢測結果快速上報，移動(dòng)實(shí)驗室還同時(shí)配備5G通信系統。
可應用在社區、口岸等多場(chǎng)景，減少人員流動(dòng)風(fēng)險
值得注意的是，這款檢測車(chē)除安全、快速外，整個(gè)實(shí)驗過(guò)程還不受場(chǎng)地環(huán)境和人員技術(shù)水平限制，大大節約了人力資源。
潘良斌告訴記者，這種移動(dòng)檢測車(chē)的使用，如果采用機械手采樣，一輛車(chē)除司機外只需要兩個(gè)人：一個(gè)人監控電腦操縱采樣機械手，另一個(gè)人將快速滅活后的樣本加入全集成檢測芯片，將芯片放入檢測儀并在電腦上實(shí)時(shí)讀取檢測結果。操作掌握起來(lái)只需要約2小時(shí)培訓。
在新冠肺炎疫情防控進(jìn)入常態(tài)化的背景下，這具有相當多的應用場(chǎng)景。
“疫情發(fā)生之后，我們接到很多國家層面的研發(fā)任務(wù)，做相關(guān)的應急研發(fā)。比如說(shuō)前期防疫情輸入，有些口岸連像樣的醫院都沒(méi)有，更不具備先進(jìn)的核酸檢測手段，但新冠病毒又是烈性病毒，所以急需開(kāi)發(fā)一種在普通環(huán)境下可以做檢測的封閉式、全自動(dòng)的車(chē)載式快速響應實(shí)驗室?！敝袊こ淘涸菏?、清華大學(xué)醫學(xué)院講席教授、生物芯片北京國家工程研究中心主任、博奧生物集團總裁程京介紹，這是一個(gè)聯(lián)合攻關(guān)的過(guò)程：在采集咽拭子的過(guò)程，要避免人工操作，所以要研發(fā)口腔咽拭子取樣機器人；病毒快速滅活需要自動(dòng)化，需要研發(fā)臨床樣本滅活前處理儀；中國各地檢測現場(chǎng)氣候、氣溫差異大，要保持一個(gè)穩定恒溫的環(huán)境，就要做車(chē)載式檢測實(shí)驗室、改裝汽車(chē)……
“移動(dòng)檢測車(chē)就很好地解決了這些問(wèn)題。它是車(chē)載的，靈活機動(dòng)，比如社區暴發(fā)群體性疫情，把搭載檢測實(shí)驗室的車(chē)開(kāi)過(guò)去采樣檢測，可減少人員流動(dòng)帶來(lái)病毒進(jìn)一步傳播的風(fēng)險?！背叹┱f(shuō)。值得一提的是，移動(dòng)實(shí)驗室所采用的咽拭子采樣機械手由清華機械工程系設計研發(fā)，而移動(dòng)實(shí)驗室的內外工業(yè)設計則均由清華美院完成，所以這是一項多學(xué)科交叉、跨領(lǐng)域合作的科研成果。
接通220V民用電即可正常工作，各項性能、指標全球領(lǐng)先
潘良斌介紹，在世界范圍內，目前美國、歐洲、日本和韓國均無(wú)與該款檢測車(chē)相同水平的移動(dòng)實(shí)驗室，其各項指標和性能均為全球領(lǐng)先：“我們目前看到的其他的移動(dòng)實(shí)驗室都是針對傳統PCR核酸檢測，一是實(shí)驗方法本身時(shí)間用時(shí)較長(cháng)，做一個(gè)實(shí)驗需要2至3個(gè)小時(shí)；二是對空間和設備的要求都非常高，其車(chē)輛通過(guò)性和機動(dòng)性都較弱?！?/span>
記者了解到，由于這款移動(dòng)實(shí)驗室的車(chē)輛較小、使用低功耗快速病毒滅活系統，空調使用房車(chē)空調，大幅降低了用電量，因此接通220V民用電即可正常工作，這增強了移動(dòng)實(shí)驗室的機動(dòng)靈活性，能很好地滿(mǎn)足復雜環(huán)境和醫療水平落后地區以及口岸出入境靈活機動(dòng)移動(dòng)式檢測的需求。目前產(chǎn)能大約一個(gè)月20臺，產(chǎn)能可按需迅速提高。目前，除了這批在珠海交付的移動(dòng)檢測車(chē)，博奧還將在青島、沈陽(yáng)等地交付更多的移動(dòng)檢測車(chē)，并大力推進(jìn)國際市場(chǎng)的應用。
研發(fā)團隊也坦言，技術(shù)研發(fā)無(wú)止境。
“當前對新冠病毒的防控已經(jīng)進(jìn)入常態(tài)化階段，未來(lái)的研發(fā)也將會(huì )是一個(gè)持續的過(guò)程。產(chǎn)品的性能會(huì )不斷提升，檢測時(shí)間和檢測靈敏度會(huì )更高。與此同時(shí)，我們對病毒的認知也越來(lái)越多，比如發(fā)現它在不斷變異，如果病毒基因序列關(guān)鍵點(diǎn)有變化，就有可能檢測不出了。所以，對病毒的檢測和治療會(huì )是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程?！背叹┱f(shuō)。
