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Aug 21, 2023

임상의는 이제 COVID를 알 수 있습니다

코로나19에서는 기계항공공학과 특집,

In COVID-19, 기계항공우주공학과, 특집, 뉴스, 연구 및 혁신12월 17, 2021

Z. Hugh Fan, Ph.D., Herbert Wertheim 공과대학 기계항공우주공학과 교수

다가오는 독감 시즌에 의사나 진료소를 방문한 사람들에게 가장 고민되는 것은 그들의 증상이 직장에서 돌아다니는 다양한 벌레를 나타내는지 아니면 잠재적인 코로나19 감염을 나타내는지 여부입니다. 연구자들이 이 바이러스와 그 불가피한 변종 및 돌연변이를 치료하기 위해 분투하는 가운데 가장 큰 과제 중 하나는 질병의 원인을 신속하고 정확하게 진단하여 적절한 치료 프로토콜이 시행되고 잠재적으로 위험한 바이러스의 확률을 줄이는 것이었습니다. 합병증.

Herbert Wertheim 공과대학 기계항공우주공학과 교수인 Z. Hugh Fan 박사와 공중 보건 및 보건 전문대학 환경 및 글로벌학과 연구 교수인 John Lednicky 박사가 주도합니다. 플로리다 대학의 학제간 팀인 Health는 빠르고 안정적이며 저렴하며 COVID-19와 인플루엔자를 구별할 수 있는 획기적인 SARS-CoV-2 진단 테스트를 개발했습니다.

(상단) 필기하는 동안 팁의 금속 볼을 누르면 잉크가 종이에 분사되는 볼펜과 유사한 볼 기반 밸브 메커니즘의 렌더링. 볼이 상단에 있는 우물의 플러그 역할을 하면 밸브가 닫힙니다. 슬라이드 후 핀이 볼과 정렬되면 볼을 위로 들어 올려 시약을 방출하는 하단 장치의 핀에 의해 밸브가 열립니다. (중간) 샘플을 바닥 웰에 주입한 후 바닥 웰을 밀어 바이러스 용해 및 RNA 분리/정제를 위한 4가지 시약을 순차적으로 전달합니다. (하단) UV 손전등을 이용한 비색 감지 및 샘플에서 응답까지의 전체 시간은 50분입니다.

Fan 박사와 그의 팀은 부피가 크거나 정교한 실험실 장비나 전원 공급 장치를 사용하지 않고도 50분 안에 두 가지 바이러스를 검출할 수 있는 능력을 입증했으며, 표준 RT-PCR(역전사 중합효소 연쇄)과 동등한 검출 감도를 보여주었습니다. 반응) 분석은 세계보건기구와 질병통제예방센터에서 권장하는 테스트입니다. 이러한 노력은 국립보건원(National Institutes of Health)의 지원을 받습니다.

팬 박사는 "환자 치료 측면에서 이 혁신적인 샘플-대응 플랫폼은 여러 수준에서 기존 RT-PCR 표준의 중요한 업그레이드"라고 말했습니다. "진단의 경우, 외부 검사실에서는 1~2일이 소요되는 데 비해 검사 현장에서는 소요 시간이 1시간 미만입니다."

상단의 버퍼 유닛, 중간의 믹싱 유닛, 하단의 감지 유닛 등 3개의 구성 요소로 구성된 장치의 분해도입니다. 완충 장치에는 용해 완충액, 결합 완충액, 시료 준비를 위한 세척 완충액 2개를 보관하기 위한 웰이 각 측면에 4개 있습니다. 완충 장치의 각 웰에는 밸브 역할을 하는 스테인레스 스틸 볼이 바닥에 배치됩니다. 혼합 장치는 각 측면에 하나의 웰이 있으며 양쪽과 중앙의 슬라이딩 트랙을 통해 버퍼 장치 아래로 미끄러집니다. 감지 장치에는 두 개의 열가소성 필름 사이에 적층되고 양면 접착 테이프를 사용하여 웰 층에 부착된 종이 패드가 포함되어 있습니다.

University of Florida의 엔지니어링 장치는 센서 과학에 초점을 맞춘 미국 화학 학회(American Chemical Society)의 주요 저널인 ACS 센서(ACS Sensors)에 동료 검토를 위해 최근 게재되었습니다.

RT-LAMP(루프 매개 등온 증폭)는 바이러스 RNA 검출에 사용되는 분석입니다. RT-LAMP에 대한 방법론은 자동 순환 가닥 치환 DNA 합성의 메커니즘을 기반으로 했습니다. 중합효소가 반응을 수행하고 중합효소는 높은 가닥 치환 활성을 가지고 있습니다. 또한 두 쌍의 프라이머가 사용됩니다. 한 쌍은 내부 프라이머이고 다른 쌍은 외부 프라이머입니다. 이 프라이머는 반응을 위해 특별히 설계되었습니다. RT-LAMP는 표적 서열로 인해 높은 특이성을 달성합니다. 다른 기술과 달리 RT-LAMP는 처음에 6개의 독립적인 시퀀스를 사용하여 타겟 시퀀스를 인식하므로 높은 특이도를 제공합니다. 표적 게놈의 프라이머 인식은 강력한 비색 반응으로 이어져 고도로 전문화되거나 값비싼 장비 없이도 검출이 가능합니다.