从采样到结果报告，未来的核酸检测要实现「无人化」
By 超神经
内容提要：新冠肺炎疫情依然困扰着全球各国，工作在一线的医务人员更是面临着巨大的风险与压力。为了解决感染问题以及提高工作效率，自动化核酸检测设备应运而生。
关键词：核酸检测 自助采样 自动化检测
核酸检测，这个曾经陌生的医学名词，如今已成为今年的年度热词之一。
抗疫战场上，负责核酸检测的医务人员，是距离病毒最近的人之一，是「手握」病毒的勇士，工作中要承受极大的感染风险与心理压力。
疫情爆发时期，采样人员每天最多要采样数百甚至上千例
坚守一线的医护人员，即使全副武装，依然无法百分百避免感染。据中疾控报告显示，国内超过 3000 名医护人员感染了新冠病毒。而全球更是有数万名医护人员没能逃过被感染的厄运。
针对这一现状，各医疗、科研机构都在积极开发自动化解决方案，从源头上减少医护人员的交叉感染风险。
未来，核酸检测这项艰巨而光荣的任务，就可以交给这些可爱的机器了。
全自助核酸采样机，自己动手 5 分钟完事
11 月 11 日，在深圳开幕的高交会上，一台「核酸检测自助采样机」吸引了众多参观者。
据介绍，这台自助采样机可实现智能化、全天候、无人值守的核酸咽拭子采样。
该设备由南方医科大学深圳医院参与开发
处理仓配有全外排负压系统和紫外消毒系统，避免样本污染
自助采样第一步：身份识别
首先，进行采样之前，被采样者首先通过人脸识别，进行人身份信息登记。
计算机在读取与认证被采样人员身份信息后，当即获得唯一 ID，此后的采样过程全流程与此 ID 相关联，避免了人工操作可能出错的情况。
自助采样第二步：咽拭子采样
身份登记完成后，被采样人员可领取专用采样工具和张口器，然后在视频引导下，准确找到咽拭子有效采样部位，并采集到合格样本，之后由机器人对样本进行自动化收集、封装、保存的专用设备。
如果采集不到位，可能会造成样本无效。因此，为了保证采样的真实性、有效性，自主采样机一次采集可获取四个有效部位样本，采样工具在拭子抵达采样区域后将自动触发拭子旋转，以确保采集到上皮细胞。
右滑查看自助采样流程
目前核酸检测自助采样机单人采样全程在 5 至 8 分钟左右，并且能够满足单采和混采的要求（单采指 1 个人的样本单独在 1 个采集管中，混采为多人样本集合于 1 个采集管中，混采的目的是提高检测效率）。
研发人员表示，核酸自助采样机能够在无人值守的情况下，全天候自助完成核酸采样，多种型号适应不同使用场景而广泛应用，是快速开展大规模采样的利器，未来可将在海关、医院、疫情突发地区投入使用。
核酸提取、扩增、上机检测，打包交给机器
核酸检测涉及多个步骤，采样只是第一步。
采样之后，核酸的提取与检测，依然是一项大工程。从收样到反馈结果，需要经过灭活、转板、核酸提取、试剂反应、结果判定等多个步骤，期间检测员面临的风险依然很高。
传统方式下，整个流程中需要多次手动操作
因此，自疫情爆发之后，国内外多家科研机构、医疗设备制造商，都相继研发出了核酸自动检测仪，不仅提高检测效率，也让相关的医务人员得到有效保护。
以哈工大科研团队研发的新冠病毒核酸自动检测仪为例，能够实现核酸提取、扩增反应、RT-PCR 体系配置和结果报告的全流程自动化。
自动检测第一步：核酸提取
核酸提取作为分子诊断实验的第一步，也是最关键的一步。传统的方法主要有酚抽提法、碱裂解法等，其中包含沉淀、离心等操作，其所需的生物样本量较大，且提取的步骤较为繁杂、费时费力，得率也不高。
自动化提取设备则加速了这一过程，将效率提升数十倍。现有的设备基本上每小时同时提取约 70 个样本，个别设备甚至可提取 140 多例。而且每名操作员可同时操作 1-3 台设备，大大降低了人工工作强度。
自动检测第二步：RT-PCR 上机检测
这一步主要是使用的是荧光定量 PCR 仪。该类设备已属于非常成熟的检测设备，检测时长和检测通量相差不多，基本上可以通过增加设备数量来应对大规模筛查的需要。
常见的荧光定量 PCR 仪，以 2 台为一组，一轮可以检测 192 例样本，用时大约两小时。
右滑查看自动检测流程
目前，各科研机构仍在不断改进自动化核酸检测方案，争取更加便捷、快速、准确的疫情监控。未来，从样本进设备，到报告结果出设备，将只需数十分钟。
在新冠病毒尚未被消灭的当下，这些自动化设备，都将为突发疫情和常态化防控提供了有力保障。那些坚守一线与疫情战斗的医务人员，也终于可以脱下疲惫的战衣，放松一下了。
顺便说一下，今年 6 月，丹麦的南丹麦大学机器人工程师团队，也研发出了自动咽拭子采样设备，如下图所示，你敢试试吗？
—— 完 ——
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