更快、更有效率地偵測 COVID-19

藍光生技 EzMate 自動移液系統,已成功克服檢測 SARS-CoV-2 的困難挑戰

 

COVID-19 疫情使得各地分析實驗室面臨需大量檢測病毒的挑戰,而現在,利用樣品池化和自動系統,分析實驗室可在更短的時間內檢測更多樣品。EzMate 自動移液系統可用於樣品池化、核酸萃取、以及即時定量聚合酶連鎖反應(qPCR)樣品製備,並提供更精確、更標準化、更具經濟效益之結果。

 

SARS-CoV-2於全世界已造成近五百萬起死亡案例, 更有兩億五千萬人感染 SARS-CoV-2 而罹患 COVID-19。因此,公共衛生人員需要以自動化方式,設置即時 PCR(qPCR),以提供足夠的檢驗量能。設置 qPCR 時,務求快速、經濟,且能夠在生死攸關的工作情況下,簡單於實驗室內使用。

 

目前存在兩種 COVID-19 樣品檢測方法,而多數實驗室僅採納其中一種方法。免疫快篩較簡單、便宜、且快速,但僅能提供低至中等程度之敏感性。核酸檢測具有高度敏感性,可以確認診斷結果,但較為昂貴且需花費較多時間。核酸檢測實驗流程通常包括:由鼻腔拭子蒐集樣品、抽取核酸、製備 qPCR 樣品、以及進行 qPCR 偵測。

 

接受最困難的挑戰

 

核酸檢測繁複的實驗流程,使得許多檢測實驗室,面臨至關重要的挑戰。由於許多實驗室仍由技術人員以人工方式進行所有工作步驟,因此,當實驗室檢驗量能不足以應付高處理量之檢測時,即產生了基本面相關的障礙。核酸萃取、移液、以及 qPCR 偵測等步驟,可能各需花費至多 1 小時—也就是說,在某些情況下,可能需要數小時甚至數日,方可完成所有程序。此外,使用人工方式除了耗費時間,亦可能增加失誤及汙染的機率。

 

COVID-19 檢測也衍生許多費用。首先,必須購買儀器,而儀器需要後續保養。依據地點,保養的費用可能有所差異,因此也影響僱用技術人員的費用。此外,每次檢測都需要使用試劑,這也衍生相當可觀的費用。

 

檢測實驗室亦有許多因應這些挑戰的方法。其中一種方法是進行樣品池化。比起一一檢測各樣品,樣品池化有助於進行更少檢測,並獲得更多結果。例如,蒐集 1,536 個樣品—每個樣品檢測 3 次,則總計需進行 4,608 次檢測—分為 48 個樣品池,則僅需進行 96 次檢測。然而,使用此方法時,所有樣品之個別檢測結果皆須為陽性。或者,可以使用 P-BEST 方法—使用樣品池化之高效 SARS-CoV-2 檢測(Pooling-Based Efficient SARS-CoV-2 Testing)—可於進行池化檢測時,偵測單獨的陽性樣品。池化檢測方式的目的都是相同的:減少必須進行的檢測數量。

 

然而,樣品池化並無法解決所有檢測 COVID-19 樣品時面臨的挑戰。在未使用自動系統之前,仍需以人工完成工作步驟。而為使檢測更準確且標準化,可使用自動系統,將核酸抽取、qPCR 樣品製備、和 qPCR 偵測自動化。儘管如此,自動化平台可能相當昂貴。此外,某些一體型自動化系統限制使用特定系統軟體和耗材,因而衍生較人工方法更高的成本。

 

相較於一體型自動化平台,有另一種更為平衡的自動化方法,也就是利用自動核酸萃取系統,搭配使用自動移液系統。此方法能夠提供必要之準確性和標準化,但較一體型系統更為經濟。此外,實驗室購買自動移液系統和自動核酸萃取系統後,可靈活合併或單獨使用這兩種設備,亦可使用不同來源之系統軟體和試劑,提供實驗流程更多選擇並降低成本。

 

目前亦有某些新技術,可合併於檢測方法中,節省檢測程序。例如,直接 qPCR 省略了核酸萃取步驟。此外,恆溫式圈環形增幅法(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)PCR 則省略了傳統 PCR 方法必備的熱循環步驟,合併使用此類新技術,能夠大幅提高工作效率。

 

使用自動移液系統

 

綜覽 COVID-19 檢測實驗流程,自動移液系統可用於許多步驟:樣品池化、核酸抽取、以及 qPCR 樣品製備。這些步驟皆可使用EzMate 自動移液系統完成。

 

此系統可精確地進行小通量移液。可容納單通道、4 通道、和 8 通道 1-50 或 10-200 微升之移液模塊,誤差範圍為 1 毫升。此外,EzMate 自動移液系統可與多數系統軟體相容,包括 SBS format 6-384-孔盤、深孔盤、或各種小管。

 

EzMate 有多樣用途,包括設置 PCR/qPCR、次世代定序製備、細胞檢測、以及其他用途。

 

案例研究

 

為理解 EzMate 的實際應用情況,我們提供幾個案例研究。第一項研究使用 P-BEST 方法進行樣品池化,若以人工進行,可能費時耗力。因此改用 EzMate,將樣品位置和混合方式整合至自動程序中,避免任何可能之人工失誤。

 

延伸閱讀:

採用EzMate自動移液系統,高效製備COVID-19檢測用的qPCR樣品