带3D打印部件的寨卡病毒检测装置成本仅2美元

近日，带3D打印部件的寨卡病毒检测装置成本仅2美元，美国宾夕法尼亚大学（Upenn）的科学家们开发出了1种低本钱的3D打印装备可以快速检测寨卡（Zika）病毒。据悉这个3D打印的检测装置只有1个苏打水罐大小，本钱仅2美元，而且无需用电，也不用专业技术人员操作。患者只需提供1份唾液样本。当遗传分析检测到病毒存在时，装置中可变色的燃料将变成蓝色。

据称，这类快速、准确的诊断对可能受感染的孕妇特别重要，而目前唯1得到认可的病毒检测方式需要高度敏感的实验室设备，10分不便。因此，能够在野外使用的诊断工具将成为人们克服寨卡病毒疫情的1个关键。

目前，科学家们在发表于《AnalyticalChemistry》的1份研究报告上介绍了这个设计和他们的测试效果。据天工社了解，这项研究是由该校机械工程和利用力学系研究助理教授刘长春和HaimBau教授带领的团队进行的。

据天工社了解，通过化验检测Zika病毒本身的遗传物质被认为是诊断这1病毒的黄金标准，带3D打印部件的寨卡病毒检测装置成本仅2美元。而其替换办法，比如针对人体内产生的对该病毒的抗体进行的检测是不够的，由于对那些已被感染但是还没有产生足够抗体的患者来说，可能会产生虚假的阴性结果；在另外一方面如果测试对象因其它疾病产生类似的抗体的话，也会获得虚假的阳性结果。

而这类从病毒本身寻觅相应的RNA片断的测试则被称为逆转录聚合酶链反应，或简称为RT-pcr技术。这类测试技术可以免上述两个问题。但是RT-pcr技术需要在装备精良的实验室里进行。病人样本中的病毒基因片断必须放大，或进行反复复制，直到到达它们可以被检测到的水平，这中间通常触及到多个精确的温度变化进程。

据称，要使这类测试更加方便，或易于携带，其中的基因片断放大环节是最主要的障碍，为此，宾夕法尼亚大学的科学家们找到了1种被称为RT-LAMP（逆转录环介导等温扩增）的替换技术，这类技术只需要将样品放在特定温度下，而不需要像RT-PCR那样通过量个精确的温度变化进行循环。

不过，作为简化该基因放大进程的代价，RT-LAMP需要更多专门的“引物”，即1些短的基因片断以匹配测试病毒靶基因的特定区，带3D打印部件的寨卡病毒检测装置成本仅2美元。

“虽然在技术文献中有用于RT-PCR技术的寨卡病毒引物，但是针对RT-LAMP技术的却没有。”Bau说。“所以，通过数据发掘，我们肯定了寨卡病毒基因组与其它已知病原体不同的高度守旧序列，然后设计出适当的引物以辨认此序列。”

“与此同时，”刘长春说：“我们用3D打印技术开发了1个低本钱的即时检验（point-of-care）系统，这个系统由诊断盒子和处理器组成。这个盒子能够分离、浓缩和净化核酸并进行酶扩增。终究的测试结果能够通过1种染料的色采变化直观地显示出来。”

随后，科学家们还研究了如何在不使用电力的情况下使样品保持在必要的温度下。他们的解决方案包括热水瓶、使用类似军用口粮那样通过化学反应自行加热的元件，和用于吸收多余热量的蜡状物质。研究人员还3D打印了1个盖子放在热水瓶的顶部，以固定住所有的测试部件。

1旦病人的唾液样本被引入盒子，全部测试大约需要40分钟才能完成。研究人员们通过将自己的唾液掺入病毒样验证了其效果。结果显示其灵敏度相当于RT-PCR检测。未来科学家还将尝试通过1种荧光染料和集成智能手机相机来量化病毒含量。

据悉，刘长春和HaimBau在2015年还由于其在即时检验分子诊断方面的工作取得了OneHealth奖。