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青耕1号这款高通量全自动核酸检测平台将为我们带来些什么

来源:上海科技      编辑:昀景智能      发布时间:2022/4/11

青耕一号是一款非常典型的分子诊断流水线产品,实现了原管上样,样本分杯、核酸提取纯化以及扩增检测的全流程自动化;这款产品非常值得关注的特点在于它实现了流水线上样,可循环检测的功能。

青耕一号的主要技术特点如下:

1.全自动

青耕一号是一个全自动核酸检测平台,高度集成核酸检测全流程,在完成自动化原管样本、试剂与耗材上机后,8通道旋盖臂和8通道加样移液枪交替操作,平行节拍启动分杯、提取、分液、检测四大模块,样本在各模块之间以智能机械臂“柔性”传递,结合全自动废弃物的回收处理操作,实现核酸检测封闭式“样本进,结果出”的全流程一体化。青耕一号24小时连续工作仅需人工干预4次进行耗材移放,可以有效节约专业检测人力的投入,还能规避因人员疲劳等导致操作失误的风险。

2.高通量。

青耕一号配合之江生物的专用采样管和检测试剂盒,搭载6台48通量的小体积实时荧光PCR分析系统,可以快速完成超高通量的核酸检测工作。每台青耕一号连续运转24小时可实现单管检测4500管,如果采用20混1方案,日检测量最高可达9万人次。

3.高度生物安全。

青耕一号为1.8m*1.5m*2.3m(长*宽*高)、占地面积仅2.7平方米的微型实验室空间,搭载全封闭负压系统、紫外灯、臭氧发生器和HAPA高效过滤系统达到生物安全二级标准。平台运行过程实现全流程摄像监控和安全预警功能。

青耕一号是具有完全自主知识产权、集多种自主创新技术于一体的高通量、全自动核酸检测平台,可支持智能化、多用途、多场景的移动检测模式。

青耕1号

这款产品暗含的黑科技

黑科技1:360°柔性机械臂

柔性机械臂顾名思义是具有一定柔性的,主要表现在关节的柔性和连杆的柔性。与我们见到的传统一体机的XY轴的移动轨迹不同,柔性机械臂能够带来的是更加灵活的操作和功能。比如说现在很多汽车生产车间、北京冬奥会的炒菜机器人等都是采用这种柔性机械臂来完成高度复杂的工作。

青耕一号是目前IVD领域第一款使用柔性机械臂的产品,也是IVD智能化的一种象征,其技术难点除了机械臂本身的制造精度要求以外,更难是对关节柔性进行建模,并对其柔性进行补偿提高位置控制精度,然后利用其柔性提高力控制性能。所以在具有柔性的前提下如何保证机械臂的定位精度和重复定位精度是柔性机械臂调试的一大难点。

柔性机械臂的功能:在这款设备中柔性机械臂的主要完成样本在核酸提取后的整板转移, PCR反应管加盖、PCR仪器开盖、PCR管上机、PCR仪器关盖等功能。

对于荧光定量PCR反应而言,是病毒类病原体检测最常用的技术,但因为是变温体系所以在自动化的过程中,所面临的问题也是非常多的,像传统的解决方案常采用油封、蜡封、压盖封等多种解决方案。青耕所采用的则是用柔性机械臂模拟人手工盖盖子的动作,稳稳的把PCR管盖盖紧。这是其极具创新的一点。

黑科技2: 离心磁感应加热PCR反应系统

从视频中我们可以看到,青耕内置了6台独立的PCR反应系统,每台仪器能够同时进行48个PCR反应。该PCR反应系统也是世界上首款采用磁感应加热的qPCR仪,能够做到升温4℃/s, 降温3℃/s. 可在 25 min 内完成 35 个循环。

其使用0.1ml的四联管,支持 5 至 30μL 的样品量,每个管内可预装油层,与其他PCR反应系统不太一样的地方,该反应系统采用了固定光源系统,固定的光学路径,而PCR仪则如同离心机一般,在磁感应的作用下可以围绕中心轴进行转动。也正是这一设计,使得机器加样,自动油封得以实现。

黑科技3: 臭氧灭菌系统

青耕的生物防污染体系设计也是颇具看点,除了常用的紫外灯消毒装置、HEPA高效过滤系统和负压设计外,还配备了臭氧发生器。据IVD从业者网的研究数据来看,将臭氧发生器集成在全自动分子诊断系统当中也是首创。相信很多想问,臭氧真的能够起到分解断裂DNA/RNA的效果么?

我们特意去研究了大量文献,发现活性氧(ROS)对DNA的损伤。主要来自活性氧自由基可以进攻碱基上的双键,导致开环反应等,还可以破坏磷酸核糖骨架,造成单链断裂。这与电离辐射比较类似。

据郑州大学报的一篇文章研究结论:体积分数0.0001%臭氧急性暴露3 h会导致BALB/c小鼠肺细胞DNA断裂损伤。

PCR反应最大的污染风险来自于操作过程当中产生的气溶胶容易导致假阳性, 通过紫外灯、臭氧及HEPA负压设计体系的三重保护,其生物防污染的级别则要更高一阶。


 
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