恒温核酸扩增分析仪

定义

恒温核酸扩增分析仪是一种集成恒温核酸扩增技术与实时荧光检测功能的分子诊断设备。它能在恒定温度下快速扩增目标核酸（ＤＮＡ／ＲＮＡ），并同步监测扩增过程，实现对病原体、基因突变等的精准、快速检测。因其无需传统ＰＣＲ（聚合酶链式反应）的热循环步骤，显著降低了设备成本和操作复杂度，特别适合基层医疗、现场检测和急诊场景。

核心技术原理

１．　恒温核酸扩增技术

• 代表技术：

• ＬＡＭＰ（环介导等温扩增）：使用４－６条引物，在６０－６５℃恒温下**扩增，产物呈茎环结构。

• ＲＰＡ（重组酶聚合酶扩增）：在３７－４２℃模拟体内ＤＮＡ复制，１０－２０分钟完成扩增。

• ＮＥＡＲ（切口酶恒温扩增）：３７℃反应，通过切口酶和聚合酶联用实现快速扩增。

• 共同特点：

• 无需热循环仪（ＰＣＲ仪），仅需维持单一温度。

• 扩增效率高（３０－６０分钟内完成），灵敏度可达１－１０拷贝／μＬ。

２．　实时检测技术

• 荧光探针法：

• 使用ＳＹＢＲ　Ｇｒｅｅｎ（嵌入双链ＤＮＡ发荧光）或特异性探针（如ＦＡＭ／ＨＥＸ标记的ＴａｑＭａｎ探针）。

• 比色法（部分设备）：

• 扩增产物引起ｐＨ值变化（如ＬＡＭＰ产生焦磷酸镁沉淀），肉眼观察溶液浊度或颜色变化（如酚红由红变黄）。

仪器核心组成

核心优势

主要应用场景

1. 感染性疾病快速诊断

• 病毒：新冠病毒、流感病毒、艾滋病毒（ＨＩＶ）、ＨＰＶ分型。

• **：结核分枝杆菌、沙门氏菌、耐药菌基因（如ＭＲＳＡ的ｍｅｃＡ基因）。

2. 遗传病与肿瘤筛查

• 地中海贫血基因突变、肺癌ＥＧＦＲ突变、结直肠癌ＫＲＡＳ检测。

3. 食品**与动物疫病

• 肉类掺假鉴定（牛／猪／鸡源性ＤＮＡ）、非洲猪瘟病毒（ＡＳＦＶ）、禽流感病毒。

4. 科研与法医学

• 物种鉴定、转基因成分检测、法医样本快速ＳＴＲ分型。

技术局限性与挑战

1. 引物设计复杂：

• ＬＡＭＰ需６条引物，设计难度高于ＰＣＲ，易引发非特异性扩增。

2. 多重检测能力有限：

• 多数设备仅支持２－４靶标同步检测（远低于高通量ＰＣＲ的９６孔）。

3. 定量精度不足：

• 恒温扩增动力学复杂，**定量能力弱于ｑＰＣＲ。

4. 壁垒：

• ＲＰＡ等核心技术被跨国企业垄断（如ＴｗｉｓｔＤｘ），试剂成本较高。

典型工作流程（以ＬＡＭＰ检测新冠病毒为例）

1. 样本前处理：

• 咽拭子→病毒保存液→裂解（或免提取直接加样）。

2. 试剂配制：

• 加入ＬＡＭＰ预混液（含引物、Ｂｓｔ　ＤＮＡ聚合酶）、荧光染料、模板ＲＮＡ。

3. 上机检测：

• 设置程序（６３℃　扩增３０分钟　＋　荧光采集）。

4. 结果判读：

• 阳性：扩增曲线呈“Ｓ”型上升；

• 阴性：无扩增曲线（或低于阈值）。

行业发展趋势

1. 一体化集成：

• 整合核酸提取、扩增、检测于单设备（如赛沛ＧｅｎｅＸｐｅｒｔ）。

2. 微流控芯片技术：

• 通过微通道实现“样本进－结果出”，推动便携式ＰＯＣＴ发展。

3. 多组学联用：

• 结合ＣＲＩＳＰＲ检测（如ＳＨＥＲＬＯＣＫ技术），提升特异性与灵敏度。

4. 人工智能辅助：

• ＡＩ算法自动判读扩增曲线，减少人工误差。

重要注意事项

• 质量控制：**须包含内参基因（如人源ＲＮａｓｅ　Ｐ）监控样本质量。

• 污染防控：恒温扩增产量大，需严格分区操作（试剂配制／扩增／分析区分离）。

• 法规认证：**用途需通过ＮＭＰＡ（中国）、ＦＤＡ（美国）、ＣＥ（欧盟）认证。

总结

恒温核酸扩增分析仪凭借快速、简便、低成本的优势，重塑了分子诊断的边界，尤其在资源有限场景中不可替代。随着微流控与ＣＲＩＳＰＲ技术的融合，未来将在传染病防控、精准医疗及现场快检中发挥核心作用，推动“实验室诊断”向“床旁诊断”的范式转变。

注：文章来源于网络，如有侵权，请联系删除