新型冠狀病毒(2019-nCoV)在全球大規(guī)模爆發(fā)，讓“核酸檢測”進入公眾視野。在新冠肺炎的全球診斷標準中，基于熒光定量PCR的核酸檢測是“金標準”。與PCR一起出現(xiàn)的還有另一個關(guān)鍵設備-核酸提取儀，它是利用匹配的核酸提取試劑自動完成樣本核酸提取的儀器。在核酸檢測過程中，核酸提取作為預處理，對最終分析結(jié)果的準確性起著重要作用。Automatic 核酸提取儀是大規(guī)模人群核酸快速檢測的重要技術(shù)支撐。核酸提取儀已廣泛應用于環(huán)境微生物檢測、食品安全檢測、法醫(yī)鑒定、疾病控制與醫(yī)療、生物研究、畜牧業(yè)等諸多領(lǐng)域。

核酸提取技術(shù)的“前世”

新型冠狀病毒的檢測需要五個步驟:取樣、留樣、保存、核酸提取和計算機檢測。大多數(shù)臨床樣本的核酸濃度相對較低。從復雜的生物樣品中提取高純度的核酸對保證核酸檢測的高靈敏度和高準確度起著關(guān)鍵作用。核酸提取是指從復雜系統(tǒng)中分離和純化核酸。核酸分子的完整性、純度、樣品溶解率和核酸吸附率可以作為核酸提取效率的指標。

1869年，瑞士醫(yī)生弗里德里希·米舍爾成功提取出核酸。20世紀80年代初，德國生物化學家艾布萊希特·科塞爾進一步提純了核酸。

此后，研究人員不斷改進提取材料和方法，發(fā)展了一系列核酸提取技術(shù)。根據(jù)工作模式，核酸提取技術(shù)可以分為兩大類:人工提取和自動提取。手工核酸提取技術(shù)存在操作步驟復雜、效率低、核酸純度低等問題。而自動核酸提取技術(shù)是利用匹配的核酸提取試劑，自動完成樣品核酸的快速提取，具有操作簡單、準確度高、穩(wěn)定性強等優(yōu)點。在此次新冠肺炎疫情中，高通量自動核酸提取儀在大規(guī)模人群核酸檢測中發(fā)揮了重要作用。

核酸提取儀的工作原理

目前核酸提取儀的工作原理主要分為磁珠法和柱法，其中磁珠法占據(jù)當前市場的主流地位。

磁珠的工作原理主要是利用磁珠對核酸的特異性識別和高效結(jié)合，通過磁珠吸附核酸達到分離效果。常見的磁珠類型包括氧化鋯磁珠和二氧化硅磁珠。根據(jù)磁珠與液體的分離方法，提煉出磁選機法和抽吸法，其原理和過程相同。

磁珠法核酸提取儀裝置的特點

◆高效、簡單、高通量操作，操作簡單，時間短。

◆靈活穩(wěn)定，可實現(xiàn)自動化操作，重復性高。

◆安全環(huán)保，減少對操作者健康的危害。

◆價格低廉，能滿足數(shù)據(jù)庫建設。

◆核酸質(zhì)量穩(wěn)定，純度高。

柱萃取的工作原理主要是利用硅膠對核酸的特異性吸附。在高鹽低pH的環(huán)境下，將核酸吸附在硅膠膜上，然后通過離心或洗脫(洗脫液為低鹽高pH溶液)將其剝離，達到分離的目的。一般通量為1-12個樣本。與手工提取相比，操作時間沒有明顯優(yōu)勢，目前主要用于實驗室研究。

色譜柱提取流程示意圖(來源網(wǎng)絡)

新冠肺炎疫情核酸提取儀市場

新冠肺炎的爆發(fā)使得核酸提取儀的需求猛增。根據(jù)2020年全國公開招標信息調(diào)查，當年核酸提取儀中標共7011套/套，國內(nèi)外品牌77個。