基于核糖核酸酶依赖型探针和3D打印芯片的新型冠状病毒变体的快速检测
批准号:
82102498
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
丁雄
依托单位:
学科分类:
分子生物学检验
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
丁雄
中文摘要
2019新型冠状病毒(2019-nCoV)蔓延全球之际正伴随着不断演变,已形成三大主要变体毒株B.1.1.7、B.1.351和P.1,能增强传染性和具备逃避疫苗免疫的潜在风险。现阶段,对2019-nCoV变体毒株的检测主要采用过程繁琐的RT-PCR结合产物测序的方法,尚无现场快速检测手段,难以满足防疫工作的时效要求。本项目拟基于核糖核酸酶依赖型探针和3D打印芯片建立对上述三种2019-nCoV变体毒株的快速检测,以适用于现场检测,弥补当前新冠防疫所面临的的技术短缺。核糖核酸酶依赖型探针具有识别单碱基突变能力,与等温核酸扩增技术结合可实现快速、高特异性、高灵敏度、可视化的突变鉴定。同时,利用3D打印技术研制集核酸提取、核酸扩增和产物检测于一体的检测芯片,具备简单、实用、成本低和易产业化等特点。本项目的成功实施有望为监控2019-nCoV变体毒株和应对未来疫情发展提供技术支持。
英文摘要
Novel coronavirus (2019-nCoV) has evolved into three main variants of B.1.1.7, B.1.351, and P.1 during ongoing coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, which spread more quickly and have the potential risk of evading vaccine-induced immunity. Presently, time-consuming RT-qPCR assay followed by product sequencing is the main approach of detecting these variants and onsite rapid detection methods are rarely available, hardly meeting rapidness and effectiveness demanded by current epidemic prevention work. This study is going to develop rapid and onsite detection of the variants based on ribonuclease-dependent probe and 3D-printed chip, making up the shortage of technology for COVID-19 prevention. Ribonuclease-dependent probe is able to recognize single nucleotide mutation and realize rapid, highly specific, highly sensitive and visual mutation identification through coupling with isothermal nucleic acid amplification. Meanwhile, a test chip can be fabricated using 3D printing and integrated with nucleic acid extraction, amplification and product detection, possessing the advantages of simplicity, practicability, cost-efficiency and easy commercialization. Our study will provide a technical support for monitoring 2019-nCoV variants and managing future development of COVID-19 pandemic.
本项目主要关注新冠病毒变种的快速检测问题,旨在开发具备现场快速多重检测能力的新技术和新方法,以应对新冠疫情及其变种带来的挑战。新冠病毒的快速变异及其传播的广泛性,使得传统检测方法面临着较大的挑战,尤其是在大规模检测和快速应对突发疫情方面。因此,开发快速、准确的现场检测技术对于疫情防控至关重要。.过去三年,我们成功构建了巢式硫代磷酸化嵌合引物介导等温核酸扩增(NPSA)和两阶-混合染料型等温扩增(REP-TEMP)两种分子扩增检测新方法,并分别申请了国家发明专利(CN202210792976.1和CN202211363831.6)。这两种方法能够显著提高检测的敏感性、特异性和速度。其中,NPSA技术通过使用硫代磷酸化嵌合引物,增强了在低温(37℃)条件下扩增反应的效率,并提高了检测灵敏度。REP-TEMP技术则结合了两阶段的等温扩增过程和混合染料标记技术,可以实现针对新冠变体的可视化检测,便于现场操作和结果分析。 .此外,我们还成功基于3D打印微流控芯片技术,研发了一款可用于现场的多重分子检测平台。该平台由核酸提取和扩增检测两个模块组成,操作流程简单,可现场使用。3D打印微流控芯片的应用,不仅提高了芯片的制造效率,降低了成本,还使得设备可以根据需要进行定制化设计,适应不同的检测需求。.通过上述技术的集成应用,我们成功实现了针对新冠病毒变体的快速、可视化检测,不仅满足了项目计划书中的关键研究目标,还为疫情防控工作提供了新的技术手段。除新冠变体检测外,本项目所研发的新方法和新平台具有较强的应用扩展性,能够广泛应用于多个领域。例如,临床分子诊断中,可以用于快速筛查多种病原体;在食品安全检测方面,可以用于检测食品中的微生物污染;在军事防疫领域,该技术能够帮助快速检测潜在的病毒传播风险。.总之,本项目不仅为新冠病毒变种检测提供了创新的技术方案,也为其他领域的快速检测应用奠定了基础,具有广阔的应用前景和社会价值。
兼容等温扩增的双CRISPR/Cas12方法体系构建及其多重精准监测肉及肉制品食用安全的应用研究
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批准号:82373629
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项目类别:面上项目
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资助金额:47万元
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批准年份:2023
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负责人:丁雄
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依托单位:
国内基金
海外基金