من أخذ العينات إلى الإبلاغ عن النتائج، سيكون اختبار الحمض النووي في المستقبل "غير مأهول"

يواصل وباء فيروس كورونا الجديد إزعاج البلدان في جميع أنحاء العالم، ويواجه الطاقم الطبي الذي يعمل في الخطوط الأمامية مخاطر وضغوطًا هائلة. من أجل حل مشكلة العدوى وتحسين كفاءة العمل، ظهرت معدات اختبار الأحماض النووية الآلية.

اختبار الحمض النووي، وهو مصطلح طبي غير مألوف في السابق، أصبح الآن أحد الكلمات الساخنة هذا العام.

وفي مكافحة الوباء، يعد الطاقم الطبي المسؤول عن اختبار الحمض النووي من بين الأشخاص الأقرب إلى الفيروس. إنهم محاربون "يمسكون" الفيروس بأيديهم وعليهم تحمل مخاطر عدوى كبيرة وضغوط نفسية في عملهم.

حتى لو كان الطاقم الطبي على الخطوط الأمامية مسلحًا بالكامل، فإنهم لا يزالون غير قادرين على تجنب العدوى تمامًا. وبحسب تقرير صادر عن مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها في الصين، أصيب أكثر من 3 آلاف عامل طبي في البلاد بفيروس كورونا الجديد. ولم ينجو عشرات الآلاف من العاملين في المجال الطبي حول العالم من مصير الإصابة بالعدوى.

واستجابة لهذا الوضع، تعمل العديد من المؤسسات الطبية والبحثية العلمية بشكل نشط على تطوير حلول آلية لتقليل خطر انتقال العدوى بين الطاقم الطبي من المصدر.

في المستقبل، من الممكن أن يتم تسليم مهمة اختبار الأحماض النووية الشاقة والمجيدة إلى هذه الآلات الرائعة.

آلة أخذ عينات الأحماض النووية ذاتية الخدمة بالكامل، قم بذلك بنفسك في 5 دقائق

في 11 نوفمبر، في معرض التكنولوجيا الفائقة الذي افتتح في شنتشن، جذبت "آلة أخذ العينات ذاتية الخدمة لاختبار الأحماض النووية" العديد من الزوار.

وفقا للمقدمة،يمكن لآلة أخذ العينات ذاتية الخدمة هذه تحقيق أخذ عينات مسحة الحمض النووي بطريقة ذكية وفي جميع الأحوال الجوية وبدون مراقبة.

  الخطوة الأولى في أخذ العينات ذاتية الخدمة: التعرف على الهوية 

أولاً، قبل أخذ العينة، يجب على الشخص الذي يتم أخذ العينة منه أن يسجل أولاً معلومات هويته من خلال التعرف على الوجه.

بعد قراءة معلومات هوية الشخص الذي يتم أخذ العينة منه والتحقق من صحتها، يحصل الكمبيوتر على الفور على معرف فريد. ويتم بعد ذلك ربط عملية أخذ العينات بأكملها بهذا المعرف، مما يؤدي إلى تجنب الأخطاء المحتملة الناجمة عن التشغيل اليدوي.

  الخطوة الثانية لأخذ العينات ذاتية الخدمة: أخذ عينة من مسحة الحلق 

بعد الانتهاء من تسجيل الهوية،يمكن للشخص الذي تم أخذ العينة منه أن يتلقى أداة أخذ عينات خاصة وفتاحة فم، ومن ثم، تحت إشراف الفيديو، يمكنه العثور بدقة على موقع أخذ العينات الفعال لمسحة الحلق وجمع العينات المؤهلة.بعد ذلك، يتم استخدام الروبوت لجمع العينات وتعبئتها وحفظها تلقائيًا.

إذا لم تكن المجموعة موجودة، فقد تكون العينة غير صالحة. لذلك، ولضمان صحة وفعالية أخذ العينات،يمكن لجهاز أخذ العينات المستقل الحصول على عينات من أربعة أجزاء فعالة في وقت واحد. ستقوم أداة أخذ العينات تلقائيًا بتحريك المسحة للدوران بعد وصولها إلى منطقة أخذ العينات للتأكد من جمع الخلايا الظهارية.

في الوقت الحاضر، تستغرق عملية أخذ العينات الذاتية لاختبار الأحماض النووية لشخص واحد بالكامل حوالي 5 إلى 8 دقائق.ويمكنه تلبية متطلبات أخذ العينات الفردية وأخذ العينات المختلطة (أخذ العينات الفردية يعني أن عينة شخص واحد تكون في أنبوب جمع واحد فقط، وأخذ العينات المختلطة يعني أن عينات أشخاص متعددين يتم جمعها في أنبوب جمع واحد. والغرض من أخذ العينات المختلطة هو تحسين كفاءة الكشف).

قال باحثون ومطورون إن آلة أخذ العينات النووية ذاتية الخدمة يمكنها إكمال أخذ العينات النووية على مدار الساعة دون إشراف بشري. تُعد النماذج المختلفة مناسبة لسيناريوهات الاستخدام المختلفة وتُستخدم على نطاق واسع. إنها أداة قوية لأخذ العينات السريعة على نطاق واسع ويمكن استخدامها في الجمارك والمستشفيات والمناطق التي قد تنتشر فيها الأوبئة في المستقبل.

استخلاص الأحماض النووية، التضخيم، الاختبار الآلي، التعبئة والتغليف والتسليم إلى الآلة

يتضمن اختبار الحمض النووي خطوات متعددة، ويعد أخذ العينات هو الخطوة الأولى فقط.

بعد أخذ العينات، فإن استخراج واختبار الأحماض النووية لا يزال مشروعًا رئيسيًا. من جمع العينة إلى ردود الفعل على النتيجة، هناك خطوات متعددة مطلوبة، بما في ذلك التعطيل، ونقل اللوحة، واستخراج الأحماض النووية، وتفاعل الكاشف، وتحديد النتيجة. خلال هذه الفترة، لا تزال المخاطر التي يواجهها المختبرون مرتفعة للغاية.

لذلك، منذ اندلاع الوباء، قامت العديد من مؤسسات البحث العلمي ومصنعي المعدات الطبية في الداخل والخارج بتطوير أجهزة الكشف التلقائية للأحماض النووية على التوالي، والتي لا تعمل على تحسين كفاءة الكشف فحسب، بل تحمي أيضًا الطاقم الطبي المعني بشكل فعال.

خذ على سبيل المثال جهاز الكشف التلقائي عن الأحماض النووية لفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) الذي طوره فريق البحث في معهد هاربين للتكنولوجيا.يمكنه تحقيق أتمتة عملية استخراج الأحماض النووية بالكامل، وتفاعل التضخيم، وتكوين نظام RT-PCR، وإعداد التقارير عن النتائج.

  الخطوة الأولى للكشف التلقائي: استخراج الأحماض النووية 

يعد استخلاص الأحماض النووية الخطوة الأولى والأكثر أهمية في التجارب التشخيصية الجزيئية. تتضمن الطرق التقليدية بشكل أساسي استخلاص الفينول والتحلل القلوي، والتي تنطوي على عمليات مثل الترسيب والطرد المركزي. إن كمية العينات البيولوجية المطلوبة كبيرة، وخطوات الاستخلاص معقدة وتستغرق وقتا طويلا وتتطلب عمالة كثيفة، والعائد ليس مرتفعا.

تعمل معدات الاستخراج الآلية على تسريع هذه العملية، مما يزيد الكفاءة عشرات المرات.يمكن للمعدات الحالية استخراج حوالي 70 عينة في الساعة في نفس الوقت، ويمكن لبعض المعدات استخراج أكثر من 140 عينة.علاوة على ذلك، يمكن لكل مشغل تشغيل 1-3 أجهزة في نفس الوقت، مما يقلل بشكل كبير من كثافة العمل اليدوي.

   الخطوة الثانية من الكشف التلقائي: الكشف باستخدام تقنية RT-PCR على الجهاز 

تعتمد هذه الخطوة بشكل أساسي على جهاز تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي الفلوري. يعد هذا النوع من المعدات جهاز كشف ناضج للغاية مع وقت كشف وإنتاجية كشف مماثلة. في الأساس، من الممكن تلبية احتياجات الفحص على نطاق واسع من خلال زيادة عدد الأجهزة.

يمكن لأجهزة تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي الفلورية الشائعة، في مجموعات من اثنين، اختبار 192 عينة في جولة واحدة، وهو ما يستغرق حوالي ساعتين.

في الوقت الحاضر، لا تزال العديد من مؤسسات البحث العلمي تعمل باستمرار على تحسين حلول اختبار الأحماض النووية الآلية، والسعي إلى مراقبة الأوبئة بشكل أكثر ملاءمة وسرعة ودقة. في المستقبل، لن يستغرق الأمر سوى عشرات الدقائق من لحظة دخول العينة إلى الجهاز حتى لحظة خروج نتائج التقرير من الجهاز.

وفي الوقت الذي لم يتم فيه القضاء على فيروس كورونا الجديد بعد، ستوفر هذه المعدات الآلية حماية قوية ضد تفشي المرض المفاجئ والوقاية والسيطرة الروتينية. يمكن للطاقم الطبي الذي كان يحارب الوباء على الخطوط الأمامية أن يخلع أخيرًا زيه الرسمي المتعب ويستريح.

وبالمناسبة، في يونيو/حزيران من هذا العام، قام فريق من مهندسي الروبوتات من جامعة جنوب الدنمارك في الدنمارك أيضًا بتطوير جهاز أخذ عينات من مسحة الحلق تلقائيًا، كما هو موضح في الصورة أدناه. هل تجرؤ على تجربتها؟

-- زيادة--