샘플링부터 결과 보고까지 미래의 핵산 검사는 '무인화'될 것
새로운 코로나바이러스 전염병은 전 세계 여러 나라를 계속해서 괴롭히고 있으며, 최전선에서 일하는 의료진은 엄청난 위험과 압박에 직면해 있습니다. 감염 문제를 해결하고 업무 효율성을 높이기 위해 자동화된 핵산 검사 장비가 등장했습니다.
한때 생소했던 의학 용어였던 핵산 검사가 올해의 인기 단어 중 하나가 되었습니다.
전염병과의 싸움에서 핵산 검사를 담당하는 의료진은 바이러스와 가장 가까운 사람들 중 하나입니다. 그들은 바이러스를 '손에 쥐고' 있는 전사들이며, 업무상 엄청난 감염 위험과 심리적 압박을 감수해야 합니다.
최전선의 의료진이 완전무장을 했더라도 감염을 완전히 피할 수는 없습니다. 중국 질병통제예방센터의 보고서에 따르면, 전국의 의료 종사자 3,000명 이상이 신종 코로나바이러스에 감염되었습니다. 그리고 전 세계 수만 명의 의료 종사자들이 감염의 운명을 피하지 못했습니다.
이러한 상황에 대응하여 다양한 의료 및 과학 연구 기관에서는 의료진 간 교차 감염 위험을 원천적으로 줄이기 위한 자동화 솔루션을 적극적으로 개발하고 있습니다.
미래에는 핵산 검사라는 힘들고 영광스러운 작업이 이 사랑스러운 기계에게 맡겨질 수 있을 것입니다.
완전 셀프서비스 핵산 샘플링 기계, 5분 만에 직접 해보세요
11월 11일 선전에서 개최된 하이테크 박람회에서 '핵산 검사 셀프 샘플링 기기'가 많은 관람객의 관심을 끌었습니다.
서론에 따르면,이 셀프서비스 샘플링 기계는 지능적이고, 전천후, 무인 핵산 면봉 샘플링을 실현할 수 있습니다.
셀프서비스 샘플링의 첫 번째 단계: 신원 인식
우선, 샘플링을 실시하기 전에 샘플링을 받는 사람은 얼굴 인식을 통해 자신의 신원 정보를 먼저 등록해야 합니다.
샘플링을 받는 사람의 신원 정보를 읽고 인증한 후, 컴퓨터는 즉시 고유 ID를 얻습니다. 이후 전체 샘플링 과정은 이 ID와 연결되어 수동 작업으로 인해 발생할 수 있는 오류를 방지합니다.
셀프 서비스 샘플링 2단계: 인후 면봉 샘플링
신원등록을 완료한 후,검체 채취 대상자는 특수 검체 채취 도구와 입 열림 도구를 제공받은 후, 영상 안내에 따라 인후 면봉 검체의 효과적인 채취 부위를 정확하게 찾아 합격 검체를 채취합니다.이후 로봇을 이용해 자동으로 샘플을 수집, 포장, 보존합니다.
수집이 제대로 이루어지지 않으면 샘플이 유효하지 않을 수 있습니다. 따라서 샘플링의 신뢰성과 효과성을 확보하기 위해서는자율 샘플링 기계는 한 번에 4개의 유효 부분에서 샘플을 얻을 수 있습니다. 샘플링 도구는 면봉이 샘플링 영역에 도달하면 자동으로 면봉을 회전시켜 상피 세포가 수집되도록 합니다.
현재 핵산검사 셀프서비스 샘플링 기계의 전체 과정은 한 사람이 약 5~8분 정도 소요됩니다.또한 단일 샘플링과 혼합 샘플링(단일 샘플링은 한 사람의 검체를 하나의 채취관에 채취하는 것을 의미하고, 혼합 샘플링은 여러 사람의 검체를 하나의 채취관에 채취하는 것을 의미하며, 혼합 샘플링의 목적은 검출 효율을 높이는 것입니다)의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
연구자와 개발자들은 핵산 셀프서비스 샘플링 기계가 인간의 감독 없이도 24시간 내내 핵산 샘플링을 완료할 수 있다고 밝혔습니다. 다양한 모델이 다양한 사용 시나리오에 적합하며 널리 사용됩니다. 이는 대규모 샘플링을 빠르게 수행하는 데 강력한 도구이며, 미래에 전염병이 발생할 수 있는 세관, 병원 및 지역에서 활용될 수 있습니다.
핵산 추출, 증폭, 기계 테스트, 패키징 및 기계 인계
핵산 검사는 여러 단계로 구성되며, 샘플링은 그 첫 단계일 뿐입니다.
샘플링 후 핵산을 추출하고 테스트하는 것은 여전히 주요 프로젝트입니다. 샘플 수집부터 결과 피드백까지 비활성화, 플레이트 이동, 핵산 추출, 시약 반응, 결과 결정 등 여러 단계가 필요합니다. 이 기간 동안 테스터가 직면한 위험은 여전히 매우 높습니다.
따라서 전염병이 발생한 이후, 국내외 많은 과학 연구 기관과 의료 장비 제조업체는 자동 핵산 검출기를 잇따라 개발했습니다. 이는 검출 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 관련 의료진을 효과적으로 보호합니다.
예를 들어 하얼빈 공업대학 연구팀이 개발한 COVID-19용 자동 핵산 검출기를 살펴보겠습니다.핵산 추출, 증폭 반응, RT-PCR 시스템 구성 및 결과 보고의 전체 프로세스 자동화를 실현할 수 있습니다.
자동화 테스트의 첫 번째 단계: 핵산 추출
핵산 추출은 분자 진단 실험의 첫 번째이자 가장 중요한 단계입니다. 전통적인 방법에는 주로 페놀 추출법과 알칼리 분해법이 포함되는데, 여기에는 침전과 원심분리와 같은 작업이 포함됩니다. 필요한 생물학적 시료의 양이 많고, 추출 단계가 복잡하고 시간이 많이 걸리며 노동 집약적이며, 수율이 높지 않습니다.
자동 추출 장비를 사용하면 이 과정이 가속화되어 효율성이 수십 배나 높아집니다.기존 장비는 기본적으로 시간당 약 70개의 샘플을 동시에 추출할 수 있으며, 일부 장비는 140개 이상의 샘플을 추출할 수도 있습니다.게다가 각 작업자는 동시에 1~3개의 장비를 작동할 수 있어 수동 작업의 강도가 크게 줄어듭니다.
자동 검출의 두 번째 단계: RT-PCR 기계 검출
이 단계에서는 주로 형광 정량 PCR 기기를 사용합니다. 이러한 유형의 장비는 이미 유사한 감지 시간과 감지 처리량을 갖춘 매우 성숙한 감지 장치입니다. 기본적으로 대규모 스크리닝의 요구는 장비의 수를 늘리면 충족될 수 있습니다.
일반적인 형광 정량 PCR 장비를 두 대씩 사용하면 한 번에 192개의 샘플을 검사할 수 있으며, 검사 시간은 약 2시간입니다.
현재, 다양한 과학 연구 기관은 자동화된 핵산 검사 솔루션을 끊임없이 개선하고 있으며, 더욱 편리하고 신속하며 정확한 전염병 모니터링을 위해 노력하고 있습니다. 미래에는 샘플이 장치에 들어간 후 보고서 결과가 장치에서 나올 때까지 걸리는 시간이 수십 분밖에 걸리지 않을 것입니다.
신종 코로나바이러스가 아직 근절되지 않은 시기에 이러한 자동화 장비는 갑작스러운 발병과 일상적인 예방 및 통제에 대한 강력한 보호 기능을 제공할 것입니다. 최전선에서 전염병과 싸우고 있는 의료진은 마침내 지친 제복을 벗고 휴식을 취할 수 있게 되었습니다.
그런데 올해 6월, 덴마크 남부 덴마크 대학의 로봇공학자 팀도 아래 그림과 같이 자동 인후 면봉 샘플링 장치를 개발했습니다. 당신은 그것을 시도해 볼 용기가 있나요?
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