統合型バルブ付きマイクロ流体プラットフォームによる迅速かつ同時核酸検出

科学分野:

• バイオテクノロジー
• マイクロ流体工学
• 分子診断

背景:

• ポイントオブケア病原体検出のためのCRISPRベースの診断は、複雑なサンプル調製のために課題に直面しています。
• 既存の方法はしばしば時間がかかり、ユーザーの介入を大幅に必要とするため、リソースが限られた設定での使用が制限されます。

研究 の 目的:

• 同時核酸検出のための低コスト統合型マイクロ流体デバイスを開発すること。
• ポイントオブケアアプリケーションのためのサンプル調製と検出プロセスの多段階を簡素化および自動化すること。

主な方法:

• 組換え酵素ポリメラーゼ増幅（RPA）、CRISPRシグナル増幅、およびラテラルフロー読み取りを組み合わせた統合型バルブ付きマイクロ流体デバイスを開発しました。
• 主要な試薬（RPAミックス、Cas12a/crRNA、プロテイナーゼK溶解バッファー）は、安定性と使いやすさのためにプレ凍結乾燥されました。
• デバイスは、簡単なバルブ操作によってアッセイステップを逐次的に制御し、ユーザーの介入を最小限に抑えました。

主要な成果:

• プラットフォームはHPV16/18プラスミドに対して20コピー/反応の感度を達成しました。
• 子宮頸がん細胞ライセート中のヒトパピローマウイルス（HPV）を1時間以内に正確に遺伝子型別しました。
• 結果は、定量的PCR（qPCR）法との完全な一致を示しました。

結論:

• 統合型マイクロ流体デバイスは、核酸ベースの検査のためのユーザーフレンドリーな視覚的読み取りを提供します。
• このプラットフォームは、リソースが限られた設定でのポイントオブケアおよび自己検査のための強力なツールです。
• 自動化された合理化されたアッセイは、従来のメソッドと比較して時間とユーザーの介入を大幅に削減します。