新型冠狀病毒(2019-nCoV)在全球大規(guī)模爆發(fā)，讓“核酸檢測(cè)”進(jìn)入公眾視野。在新冠肺炎的全球診斷標(biāo)準(zhǔn)中，基于熒光定量PCR的核酸檢測(cè)是“金標(biāo)準(zhǔn)”。與PCR一起出現(xiàn)的還有另一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備-核酸提取儀，它是利用匹配的核酸提取試劑自動(dòng)完成樣本核酸提取的儀器。在核酸檢測(cè)過(guò)程中，核酸提取作為預(yù)處理，對(duì)最終分析結(jié)果的準(zhǔn)確性起著重要作用。Automatic 核酸提取儀是大規(guī)模人群核酸快速檢測(cè)的重要技術(shù)支撐。核酸提取儀已廣泛應(yīng)用于環(huán)境微生物檢測(cè)、食品安全檢測(cè)、法醫(yī)鑒定、疾病控制與醫(yī)療、生物研究、畜牧業(yè)等諸多領(lǐng)域。

核酸提取技術(shù)的“前世”

新型冠狀病毒的檢測(cè)需要五個(gè)步驟:取樣、留樣、保存、核酸提取和計(jì)算機(jī)檢測(cè)。大多數(shù)臨床樣本的核酸濃度相對(duì)較低。從復(fù)雜的生物樣品中提取高純度的核酸對(duì)保證核酸檢測(cè)的高靈敏度和高準(zhǔn)確度起著關(guān)鍵作用。核酸提取是指從復(fù)雜系統(tǒng)中分離和純化核酸。核酸分子的完整性、純度、樣品溶解率和核酸吸附率可以作為核酸提取效率的指標(biāo)。

1869年，瑞士醫(yī)生弗里德里希·米舍爾成功提取出核酸。20世紀(jì)80年代初，德國(guó)生物化學(xué)家艾布萊希特·科塞爾進(jìn)一步提純了核酸。

此后，研究人員不斷改進(jìn)提取材料和方法，發(fā)展了一系列核酸提取技術(shù)。根據(jù)工作模式，核酸提取技術(shù)可以分為兩大類:人工提取和自動(dòng)提取。手工核酸提取技術(shù)存在操作步驟復(fù)雜、效率低、核酸純度低等問(wèn)題。而自動(dòng)核酸提取技術(shù)是利用匹配的核酸提取試劑，自動(dòng)完成樣品核酸的快速提取，具有操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在此次新冠肺炎疫情中，高通量自動(dòng)核酸提取儀在大規(guī)模人群核酸檢測(cè)中發(fā)揮了重要作用。

核酸提取儀的工作原理

目前核酸提取儀的工作原理主要分為磁珠法和柱法，其中磁珠法占據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)的主流地位。

磁珠的工作原理主要是利用磁珠對(duì)核酸的特異性識(shí)別和高效結(jié)合，通過(guò)磁珠吸附核酸達(dá)到分離效果。常見(jiàn)的磁珠類型包括氧化鋯磁珠和二氧化硅磁珠。根據(jù)磁珠與液體的分離方法，提煉出磁選機(jī)法和抽吸法，其原理和過(guò)程相同。

磁珠法核酸提取儀裝置的特點(diǎn)

◆高效、簡(jiǎn)單、高通量操作，操作簡(jiǎn)單，時(shí)間短。

◆靈活穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，重復(fù)性高。

◆安全環(huán)保，減少對(duì)操作者健康的危害。

◆價(jià)格低廉，能滿足數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。

◆核酸質(zhì)量穩(wěn)定，純度高。

柱萃取的工作原理主要是利用硅膠對(duì)核酸的特異性吸附。在高鹽低pH的環(huán)境下，將核酸吸附在硅膠膜上，然后通過(guò)離心或洗脫(洗脫液為低鹽高pH溶液)將其剝離，達(dá)到分離的目的。一般通量為1-12個(gè)樣本。與手工提取相比，操作時(shí)間沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，目前主要用于實(shí)驗(yàn)室研究。

色譜柱提取流程示意圖(來(lái)源網(wǎng)絡(luò))

新冠肺炎疫情核酸提取儀市場(chǎng)

新冠肺炎的爆發(fā)使得核酸提取儀的需求猛增。根據(jù)2020年全國(guó)公開(kāi)招標(biāo)信息調(diào)查，當(dāng)年核酸提取儀中標(biāo)共7011套/套，國(guó)內(nèi)外品牌77個(gè)。