超声波传感器在PCR核酸检测新型冠状病毒试剂中的应用

源于:网络        2020-03-11

卫健委2020年2月18日发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》(试行第六版),实时荧光RT-PCR检测新型冠状病毒核酸,作为确诊、鉴别诊断、出院标准的主要方法。


RT-PCR试剂中包含了DNA聚合酶,缓冲液,引物,探针


探针本身是一段DNA序列,能结合到病毒RNA反转录后的基因组上。探针上的荧光基团和淬灭基团靠近,荧光基团无法发出荧光。

PCR反应一轮,聚合酶合成DNA的时候路过探针会把探针切开,荧光基团和淬灭基团分开,荧光基团发出荧光。如果是阴性样品,探针结合不上去,酶没办法切开探针,荧光基团不能发光。


PCR反复进行多轮,如果检测样本是阳性其中荧光基团成指数倍增。当试剂中的反应物经过多轮PCR反应后消耗殆尽,数据曲线成水平直线进入平台期。



一般PCR的检查多用于癌症,检测癌细胞DNA突变的特定基因段。为使用靶向药物精准治疗,提供相应的医学诊断支持。所以PCR试剂日常的需求量一直比较平稳,一般采用实验室生物化学合成人工参与配制,一般不会进行大批量的工业化的生产。


但是卫健委将PCR检测新型冠状病毒核酸,作为确诊、鉴别诊断、出院标准的主要方法。所以PCR试剂的需求量激增,必然工业自动化的生产方式是解决供需矛盾紧张唯一路径。


PCR的试剂都会分装在EP离心管内,配置试剂使用高精度的移液枪。而且为了保证试剂的稳定性,配置的试剂溶度较高。

试剂制造商在生产试剂对于液位检测提出了极为严格要求如下:

1:非接触检测不能接触试剂

2:检测不能对试剂中生物化学荧光物产生反应影

3:试剂是透明无色与EP管接近不能误检

4:检测精度一致性要好试剂使用会被稀释检测的误差会被成倍放大


根据上面这些需求最后用户选择了堡盟的UNDK 09U6914/D1超声波测距传感器,但其实最后能选用这个型号整个过程十分坎坷。

一开始倾向于激光测距传感器来检测试剂液位,虽然试剂是清澈透明的但可以通过正反射式的测距来提高检测稳定性。但是激光会对试剂进行一个短时的照射,会一定程度上对试剂内的成分产生变性。


B计划退而求其次,虽然超声传感器从精度响应时间都要稍逊于激光传感器器,但是超声波对于试剂内的生物化学成分十分友好无害。不过超声传感器有个致命的短板被检测物受到声锥特性限制普遍较大,而承载试剂的容器PE管横截面直径普遍小于20毫米。



我们为改善超声波传感器的声锥特性,为其装上了束波管开口仅有3mm对其声波进行约束。使得超声波传感器能够通过极小的PE管开口方便检测试剂液位高度。


堡盟的UNDK 09U6914/D1除了带有束波管外,堡盟的UNDK 09U6914/D1除了带有束波管外,其扁平外壳设计,可以紧靠着并排安装。处理电路还采用同步多路运行,避免近距离安装的传感器之间的相互影响。这样一来PE管安放在针孔架上,进行并排批量检测来弥补超声波传感器比起激光传感器响应速度上的不足。

可以说堡盟的UNDK 09U6914/D1,在用于PCR核酸试剂液位检测方案中。对试剂内生物化学成分无影响十分安全,且通过并排安装单位时间内检测效率较高。值得广大试剂生产商复制该解决方案,提高试剂的品质与生产效率有这积极的意义。


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