防疫利器丨新冠病毒環(huán)境監(jiān)測(cè)新助力-新羿dPCR解決方案

發(fā)布日期：2022-05-30

越來(lái)越多的案例和研究證明，新冠病毒可以通過(guò)氣溶膠、水和物體表面進(jìn)行傳播，對(duì)環(huán)境樣本中新冠病毒的有效監(jiān)測(cè)是監(jiān)控和阻斷病毒傳播的前提和保障。但環(huán)境樣本中病毒載量低（空氣和物體表面）、核酸背景復(fù)雜（動(dòng)物拭子、排泄物，污水）、抑制物濃度高（排泄物，污水）等特點(diǎn)給檢測(cè)工作帶來(lái)了很大的困難。樣本的合理采集、核酸的高效提取和靈敏可靠的檢測(cè)方法是準(zhǔn)確、可靠檢測(cè)環(huán)境樣本新冠病毒的關(guān)鍵。

數(shù)字PCR是一種可以精確定量的單分子檢測(cè)技術(shù)，它將樣品分成幾萬(wàn)個(gè)獨(dú)立的液滴，每個(gè)液滴是一個(gè)單獨(dú)的PCR反應(yīng)，在PCR擴(kuò)增后被計(jì)為陽(yáng)性或陰性。其結(jié)果是對(duì)總PCR反應(yīng)中的模板拷貝數(shù)的絕對(duì)定量。與其他類型的定量PCR（qPCR）方法相比，它具有更高的靈敏度和抗抑制能力。數(shù)字PCR技術(shù)的最終結(jié)果受擴(kuò)增效率影響更小，具有更高的重現(xiàn)性。多項(xiàng)研究表明，數(shù)字PCR在環(huán)境樣本中病原體的檢測(cè)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

物體表面和氣溶膠新冠病毒的檢測(cè)

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的Jun Lv等人檢測(cè)了新冠檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中包括手套、冰箱門把手和護(hù)目鏡等61種物體表面的拭子采集樣本，qPCR方法全部為陰性，而dPCR法檢出13個(gè)陽(yáng)性樣本。其中手套等個(gè)人護(hù)具上的病毒濃度最高（圖1）。

圖1

北京大學(xué)、南京醫(yī)科大學(xué)和中國(guó)科技大學(xué)等單位的研究者檢測(cè)了四家醫(yī)院的44個(gè)空氣樣本和318個(gè)物體表面樣本，其中3個(gè)空氣樣本和10個(gè)物體表面樣本數(shù)字PCR檢測(cè)為陽(yáng)性，而RT-qPCR檢測(cè)全部為陰性（圖2），說(shuō)明dPCR對(duì)低病毒載量可以實(shí)現(xiàn)更有效的檢出。

圖2

廢水中新冠病毒的檢測(cè)

美國(guó)Dartmouth-Hitchcock醫(yī)學(xué)中心的Diana M. Toledo等對(duì)2020年9月底至2021年2月初美國(guó)新罕布什爾州和佛蒙特州的9個(gè)城市的廢水樣本進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示廢水中新冠病毒濃度比活躍病例數(shù)提前7天達(dá)到峰值。對(duì)比新冠病毒遺傳標(biāo)記N1、N2的檢測(cè)結(jié)果，數(shù)字PCR的陽(yáng)性檢出率要高于qPCR（表1），兩種標(biāo)記物的線性相關(guān)關(guān)系也高于qPCR（圖3）。

表1

圖3

環(huán)境樣本新冠病毒檢測(cè)流程

樣本采集—空氣樣本

將氣溶膠采樣器放置在合適的位置，一般情況下采樣器進(jìn)氣口距離地面高度建議為 1.2 m～1.5 m。打開(kāi)氣溶膠采樣器采集空氣樣本30分鐘，收集液用0.45 μm尼龍膜過(guò)濾后再用20 nm濾膜過(guò)濾。濾膜取出切成小塊后放入2 mL離心管，離心管中加入500 μL水或者緩沖液，漩渦震蕩后離心取上清進(jìn)行核酸提取。

樣本采集—物體表面樣本

用采樣拭子反復(fù)擦拭物體表面2-3次，將拭子放入樣本保存管，折斷拭子頭使之完全浸入保存液。取500 μl病毒保存液進(jìn)行核酸提取。

氣溶膠樣本和物體表面樣本的采集請(qǐng)參考國(guó)家衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)貿(mào)（集貿(mào)）市場(chǎng)新型冠狀病毒環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（WS/T 776—2021），或江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《新型冠狀病毒檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》第7部分：空氣樣本檢測(cè)與評(píng)估和第8部分：物體表面檢測(cè)與評(píng)估。

樣本采集—污水樣本

50–500 mL 污水10,000 xg離心10分鐘，上清液用0.45 μm尼龍膜過(guò)濾后再用20 nm濾膜過(guò)濾。濾膜取出切成小塊后放入2 mL離心管，離心管中加入500 μL水或者緩沖液，漩渦震蕩后離心取上清進(jìn)行核酸提取。此外，污水樣品中新冠病毒的富集還可以采用“聚乙二醇沉淀法”和“鋁鹽混凝沉淀法”，具體操作請(qǐng)見(jiàn)《污水中新型冠狀病毒富集濃縮和核酸檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)》（WS/T 799—2022）。

核酸提取

配套新羿生物專屬的高效病毒提取儀器和試劑，進(jìn)行全自動(dòng)核酸提取純化。

dPCR檢測(cè)

整個(gè)檢測(cè)過(guò)程分為液滴制備、PCR擴(kuò)增和檢測(cè)分析三步，操作簡(jiǎn)單，會(huì)基本移液器操作即可勝任。新羿生物TD-1 數(shù)字 PCR 平臺(tái)檢測(cè)系統(tǒng)具有獨(dú)特的四重防污染設(shè)計(jì)，能有效減少擴(kuò)增過(guò)程中產(chǎn)生的氣溶膠污染，避免出現(xiàn)因氣溶膠污染導(dǎo)致的假陽(yáng)性結(jié)果。

數(shù)字PCR法作為一個(gè)輔助檢測(cè)方法，在我國(guó)已經(jīng)應(yīng)用于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和大型體育場(chǎng)館的物體表面和氣溶膠中新冠病毒檢測(cè)，為新冠防控提供了有力依據(jù)。

新羿生物作為國(guó)內(nèi)數(shù)字PCR領(lǐng)域的領(lǐng)先者，擁有數(shù)字PCR平臺(tái)從儀器到耗材、試劑的研發(fā)和生產(chǎn)能力。獨(dú)立研發(fā)的“新型冠狀病毒（2019-nCoV）核酸檢測(cè)試劑盒（熒光PCR法）”是國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得NMPA認(rèn)證的基于數(shù)字PCR的新冠核酸檢測(cè)試劑盒。2021年12月，新羿生物協(xié)助江蘇省疾控中心起草并發(fā)布了全國(guó)首個(gè)數(shù)字PCR檢測(cè)新型冠狀病毒技術(shù)規(guī)范地方標(biāo)準(zhǔn)：《新型冠狀病毒檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 第 16 部分：核酸數(shù)字 PCR 法》，結(jié)束了數(shù)字PCR技術(shù)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)代，標(biāo)志著數(shù)字PCR診斷流程與規(guī)范的工作取得了階段性勝利，加速了數(shù)字PCR技術(shù)在一線的推廣使用，對(duì)數(shù)字PCR在臨床檢測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展具有里程碑意義。

“新型冠狀病毒（2019-nCoV）核酸檢測(cè)試劑盒（熒光PCR法）”的最低檢測(cè)限為100拷貝/mL，優(yōu)于qPCR檢測(cè)試劑盒，大大增加陽(yáng)性檢出率。此外，試劑盒與常見(jiàn)呼吸道病毒、呼吸道致病菌和人基因組無(wú)交叉反應(yīng)；包括人血、粘蛋白、二十幾種藥物在內(nèi)的樣本中可能存在的干擾物對(duì)本試劑盒無(wú)明顯干擾，避免了假陰性和假陽(yáng)性的出現(xiàn)。

此外，新羿生物還可以提供包括采樣拭子、空氣采集器、新冠病毒核酸提取試劑盒、全自動(dòng)核酸提取儀等產(chǎn)品，為新冠病毒的環(huán)境監(jiān)測(cè)提供一站式服務(wù)。

產(chǎn)品列表

數(shù)字PCR檢測(cè)環(huán)境樣本新冠病毒優(yōu)勢(shì)總結(jié)