Alere ?i測(cè)試盒的檢測(cè)流程和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1?檢測(cè)流程

作為全球知名POCT廠商，美艾利爾（Alere）公司有很多明星產(chǎn)品，下面焜哥將帶領(lǐng)大家解剖該公司旗下的Alere I檢測(cè)測(cè)試盒，但在動(dòng)手研究之前，請(qǐng)各位看官回憶一下曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中做過(guò)的無(wú)數(shù)次重復(fù)性動(dòng)作：取樣-加樣-檢測(cè)。

雖然各位瞇著眼睛就能做出這一實(shí)驗(yàn)基本動(dòng)作，但焜哥還是打算簡(jiǎn)單講解一下，因?yàn)?/span>這一動(dòng)作就是Alerei檢測(cè)測(cè)試盒的基本操作原理。

該基本動(dòng)作為：1，將待測(cè)樣品加入到離心管A中；2，用移液槍取一定體積待測(cè)樣品加入到離心管B中，該離心管中有反應(yīng)所需的各種試劑；3，將離心管B放入檢測(cè)儀器中進(jìn)行反應(yīng)，如PCR擴(kuò)增儀等，反應(yīng)一段時(shí)間后通過(guò)儀器檢測(cè)得出結(jié)果。

雖然Alere公司在專利CN201510472452，WO2013041713和WO2017075586中公開(kāi)了i檢測(cè)測(cè)試盒的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但專利內(nèi)容卻晦澀難懂，經(jīng)過(guò)焜哥的抽絲剝繭，終于恍然大悟，原來(lái)這個(gè)測(cè)試盒的工作原理就是曾經(jīng)重復(fù)多次的取樣-加樣-檢測(cè)步驟。如下為Alere i檢測(cè)儀器和測(cè)試盒。

圖2.1 Alere i檢測(cè)儀器和測(cè)試盒。

實(shí)際上，為了便于理解，各位完全可以將Alere i檢測(cè)儀器類比于PCR擴(kuò)增儀，其功能也類似。而測(cè)試盒則主要有三部分組成，但為了通俗易懂，焜哥并沒(méi)有按照專利中的英文直接翻譯過(guò)來(lái)，而是根據(jù)其具體功能來(lái)命名各個(gè)部分，如上圖中所示的，中間藍(lán)色管為樣品管，其功能相當(dāng)于前面提到的離心管A；黃色管為擴(kuò)增管，相當(dāng)于離心管B；白色管為轉(zhuǎn)移管，功能則相當(dāng)于移液槍。

在理解該測(cè)試平臺(tái)的各部分具體功能之后，各位就很容易想到Alere i的檢測(cè)流程，如下圖所示，該具體檢測(cè)流程和上面提到的取樣-加樣-檢測(cè)幾乎完全一樣。如下圖中的BASE為擴(kuò)增管，RCVR為樣品管，CARTRDG為轉(zhuǎn)移管。

圖2.2 Alere i測(cè)試平臺(tái)的具體檢測(cè)流程。

2?內(nèi)部結(jié)構(gòu)

Alere公司的專利CN201510472452和WO2013041713中公開(kāi)了i檢測(cè)測(cè)試盒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如下所示分別為轉(zhuǎn)移管，擴(kuò)增管，樣品管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。最左邊的轉(zhuǎn)移管的基本結(jié)構(gòu)為彈簧活塞結(jié)構(gòu)，在按下去后會(huì)壓縮內(nèi)部氣體并將伸長(zhǎng)下面的槍頭，中間的擴(kuò)增管中最重要的結(jié)構(gòu)是微型管，里面包含有核酸擴(kuò)增所需要的各種試劑，這些試劑是以固體粉狀形式存在，上面的密封組件適合轉(zhuǎn)移管接觸的部位，起到密封的作用。最右邊的樣品管中的重要結(jié)構(gòu)是樣品處理腔，其內(nèi)部有樣品處理所需的液體試劑，比如細(xì)胞裂解液等，這些試劑是以液體狀存在，故而需要密封。

圖2.3 Alere i測(cè)試盒各部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

雖然上圖講明了各部分的基本結(jié)構(gòu)，但各結(jié)構(gòu)之間的配合操作卻很難從上圖看出。幸好，專利中還公開(kāi)了各部分之間的配合操作，比如下圖展示了轉(zhuǎn)移管從樣品管中吸取一定量的樣品的過(guò)程，圖中紅色框內(nèi)是活動(dòng)部件，在按下轉(zhuǎn)移管后，轉(zhuǎn)移管會(huì)和下方的樣品管配合起來(lái)，如中間圖。繼續(xù)按下轉(zhuǎn)移管會(huì)聽(tīng)見(jiàn)“咔擦”一聲，代表轉(zhuǎn)移管完全深入到樣品管內(nèi)，此時(shí)為最右邊圖中的狀態(tài)，即液體樣品被吸入到轉(zhuǎn)移管內(nèi)。

圖2.4 轉(zhuǎn)移管從樣品管中吸取樣品的過(guò)程。

如下圖為將吸取有樣品的轉(zhuǎn)移管放入到擴(kuò)增管上的情形，通過(guò)擠壓轉(zhuǎn)移管，可以將擴(kuò)增管中微型管上面的密封膜戳破，并將轉(zhuǎn)移管內(nèi)部的樣品推入到擴(kuò)增管內(nèi)，此時(shí)即完成了手動(dòng)操作步驟，后期的恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)是由儀器來(lái)完成，同樣的，擴(kuò)增后結(jié)果的讀取由儀器完成。

圖2.5 轉(zhuǎn)移管將樣品注入到擴(kuò)增管的過(guò)程。

在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，有兩個(gè)地方使用到了反應(yīng)試劑，一個(gè)是樣品管內(nèi)使用了裂解細(xì)胞或病毒的裂解液，另外一個(gè)是擴(kuò)增管中使用了恒溫?cái)U(kuò)增所需要的試劑，根據(jù)Alere官網(wǎng)介紹，Alere i測(cè)試盒是采用切口延伸擴(kuò)增技術(shù)（Nicking Enzyme Amplification Reaction，NEAR）來(lái)檢測(cè)病毒核酸，使用特定捕獲酶來(lái)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)增反應(yīng)，該試劑一般包括有切口酶，前向模板核酸，反向模塊核酸和聚合酶等。

（實(shí)際上，該產(chǎn)品并不是采用微流控技術(shù)來(lái)制備的，或者說(shuō)和微流控沒(méi)有半點(diǎn)關(guān)系，同時(shí)該產(chǎn)品也只是一種半自動(dòng)POCT儀器，畢竟還需要幾步手工操作，而且只適合于呼吸道拭子或人咽拭子等簡(jiǎn)單的樣品，但該產(chǎn)品還是有些亮點(diǎn)的，比如檢測(cè)非常快，十幾分鐘便得出結(jié)果，儀器小巧方便等，故拿出來(lái)和大家分享下。）