Makale, karides patojenik mikroorganizmalarının multipleks tespiti için yeni bir mikroakışkan çip teknolojisi önermektedir. Araştırma ekibi, multi-enzim izotermal hızlı nükleik asit amplifikasyonu (MIRA) teknolojisi ve gerçek zamanlı floresan tespit yöntemlerini entegre etti. Bu mikroakışkan çip, büyük karides patojenlerinin yerinde tespiti için hızlı, hassas ve verimli bir çözüm sağlar.
Araştırma geçmişi ve önemi
Küresel karides tarım endüstrisi, su ürünleri yetiştiriciliğinin en önemli ekonomik bileşenlerinden biridir, ancak endüstri uzun zamandır çeşitli patojenik mikroorganizmalardan kaynaklanmıştır. Bu patojenler genellikle karideslerin büyük ölçekli ölümüne yol açar ve üretimi ve ekonomik faydaları ciddi şekilde etkilemektedir. Akut hepatopankreatik nekroz hastalığı (AHPND), beyaz spot sendrom virüsü (WSSV), bulaşıcı hipodermal ve hematopoietik nekroz virüsü (IHHNV), karides hemosit iridovirüs (karides hemosit iridovirüs (shIV) ve enterohepatik (EHP), virüsler, bacteri ve paras, virüsler, bacteri ve paraslar, virüsler, virüsler, virüsler, virüsler, virüsler, virüsler.
Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR teknolojisi) gibi geleneksel patojen tespit yöntemleri yüksek hassasiyet ve özgüllüğe sahiptir, ancak çalışması, uzun zaman alması ve laboratuvar ekipmanlarına güvenmesi karmaşıktır. Bu sınırlamalar PCR teknolojisini hızlı yerinde test için uygun değildir. MIRA teknolojisi, sabit sıcaklık ve normal sıcaklık altında hızlı amplifikasyon özellikleri nedeniyle yerinde uygulama için uygun bir moleküler algılama aracı haline gelmiştir.
Mira Teknoloji İlkesi
Çok enzim sabit sıcaklık hızlı nükleik asit amplifikasyon teknolojisi (MIRA teknolojisi), nükleik asitlerin hızlı amplifikasyonunu elde etmek için oda sıcaklığında çoklu fonksiyonel proteinlerin sinerjisine dayanan sabit sıcaklık bir amplifikasyon teknolojisidir. Gerçekten taşınabilir bir yerinde hızlı nükleik asit tespit teknolojisidir. PCR ile karşılaştırıldığında, Mira'nın daha fazla avantajı vardır.
Mikroakışkan çiplerin tasarımı ve yeniliği
Birkaç önemli karides patojenik mikroorganizma için çip üzerinde RPA tespit platformunun şematik diyagramı
(A) Disk tipi bir mikroakışkan çipin yapısı. 1: reaksiyon odası; 2: bilyalı valf; 3: egzoz bağlantı noktası; 4: Örnekleme bağlantı noktası;
(B) Patlanmış görünüm. 5: Isı Sızdırmazlık Filmi; 6: Chip substratı.
(C) Sektördeki altı astar setinin ayrıntılı düzeni. Her primer seti belirlenmiş bir reaksiyon odasında önceden sabitlenir.
(D) Chip üzerindeki RPA algılama platformu tam çalışma prosedürü.
Makale, karides patojenik mikroorganizmalarının multipleks tespiti için MIRA teknolojisi ile entegre edilmiş bir mikroakışkan çip önermektedir. Mikroakışkan teknoloji, hassas manipülasyon için mikron düzeyinde kanallardaki sıvıları kontrol edebilir, böylece verimli ve düşük maliyetli çoklu hedef algılama sağlayabilir.
Çip aşağıdaki temel tasarım özelliklerine sahiptir:
● Santrifüj mikroakışkan çip
Çip, örneği her reaksiyon odasına eşit olarak dağıtmak için santrifüj kuvvet kullanarak santrifüj bir tahrik tasarımı benimser. Bu tasarım işlem sürecini basitleştirir ve operatör sadece numuneyi enjekte ederek tüm reaksiyonu tamamlayabilir.
● Çok hedefli tespit
Chip, tespit edilmesi gereken bakteriyel tiplerle önceden yerleştirilmiştir: akut hepatopankreatik nekroz (V-AHPND), beyaz spot sendrom virüsü (WSSV), bulaşıcı subkütan nekroz virüsü (IHHNV), karmaşık hemosit iridika (shIV) ve enterohepit hoppir (eHP). ) Beş patojen için primer problar. Bu tasarım aynı anda bir reaksiyonda altı gen hedefini tespit edebilir ve çoklu patojenlerin hızlı bir şekilde taranmasını sağlar.
● Gerçek zamanlı floresan tespiti
Çipteki MIRA teknoloji amplifikasyon reaksiyonu, amplifikasyon reaksiyonunun ilerlemesini gerçek zamanlı olarak izleyebilen bir floresan prob ile birleştirilir. Prob tasarımı, floresan sinyalinin yalnızca amplifikasyon ürünü üretildiğinde salınmasına izin verir, böylece hızlı ve hassas nicel tespit elde eder.
● Düşük konsantrasyon reaksiyon sistemi
Chip'in her reaksiyon birimi sadece reaktif tüketimini büyük ölçüde azaltan 5 uL'lik bir reaksiyon hacmi gerektirir. Tüm sistem çalıştığında, en fazla dört numune eşzamanlı olarak işlenebilir ve her numune beş patojeni tespit edebilir ve tespit verimliliğini büyük ölçüde artırabilir.
Duyarlılık, özgüllük ve tekrarlanabilirlik
Chip sisteminin performansı simetri, rezonans ve tekrarlanabilirliğin tespitini içerir.
● Duyarlılık
Deneysel sonuçlar, çipin, 10 kopya/μl kadar düşük hedef gen kopya sayılarını, geleneksel PCR yöntemlerinden karşılaştırılabilir veya daha yüksek hassasiyetle tespit edebileceğini göstermektedir. Bu yüksek hassasiyet, teknolojinin pratik uygulamalarda erken enfekte olmuş bireyleri tespit edebilmesini ve böylece patojenlerin erken taranmasını sağlar.
● özgüllük
Deney, çeşitli hedef olmayan patojenler üzerinde çapraz reaksiyon testleri gerçekleştirdi ve sonuçlar çipin hedef patojenlere oldukça spesifik olduğunu ve çeşitli patojen türlerini doğru bir şekilde ayırt edebileceğini gösterdi. Akut hepatopankreatik nekroz hastalığı (V-AHPND), beyaz spot sendrom virüsü (IHHNV), bulaşıcı hipodermal ve hematopoietik nekroz virüsü (IHHNV), karides hemasisik yanardönerlik virüsü (shiv) ve enterohatitin tüm sonuçların tüm sonuçların neden olduğunu gösterebileceğini gösterebileceğini gösteren tüm testler spesifik olmayan amplifikasyon.
● Tekrarlanabilirlik
Yöntemin istikrarını değerlendirmek için, araştırma ekibi birden fazla tekrarlanan deney gerçekleştirmiştir. Sonuçlar, farklı deneyler arasındaki varyasyon katsayısının (CV değeri)%10'dan az olduğunu ve iyi deneysel tekrarlanabilirlik ve tutarlılık gösterdiğini gösterdi.
Saha uygulamaları ve avantajları
MIRA teknolojisi mikroakışkan çipinin tasarımı, özellikle karides çiftçiliğinde patojenlerin hızlı bir şekilde tespiti ve izlenmesi için uygun olan önemli alan uygulama avantajları sağlar:
● Uygun işlem süreci
Tüm algılama işlemi sadece numunenin çipin içine enjekte edilmesini ve reaksiyon cihazını başlatmayı gerektirir. Neredeyse hiçbir manuel çalışma gerektirmez ve profesyonel olmayanların sahada kullanması için uygundur.
● Hızlı yanıt özelliği
Sistem test sonuçlarını 20 dakika içinde elde edebilir ve test süresini büyük ölçüde kısaltabilir. Bu, çiftliklerde hızlı hastalık yanıtı ve patojenlerin yayılmasını azaltmak için çok önemlidir.
● Multipleks algılama yeteneği
Bir testte beş ana patojen tanımlanabilir, bu da algılama verimliliğini büyük ölçüde artırır ve algılama maliyetlerini ve zamanını korur.
Mira Teknoloji Beklentileri
PCR teknolojisi uzun zamandır nükleik asit amplifikasyon tespiti için altın standart olarak derecelendirilmiş olsa da, MIRA teknolojisi sabit sıcaklık, basit çalışma ve düşük ekipman gereksinimlerinde hızlı reaksiyonu nedeniyle büyük uygulama potansiyeli göstermiştir. DNA sekanslaması ile birleştirilmiş PCR ile karşılaştırılarak, izotermal amplifikasyon çipinin saptama sonuçlarının duyarlılık ve özgüllük açısından PCR sonuçları ile tutarlı olduğu ve MIRA teknolojisinin reaksiyon süresinin önemli ölçüde kısaltıldığı bulunmuştur. Bu nedenle, MIRA teknolojisi mikroakışkan çipleri, özellikle hızlı ve büyük ölçekli patojen tespiti gerektiren ortamlarda saha uygulamaları için daha uygun bir teknoloji olarak kabul edilir.
Çok enzim izotermal hızlı nükleik asit amplifikasyonu (MIRA) teknolojisine dayanan mikroakışkan çipler, karides tarımında patojenik mikroorganizmaların saptanması için etkili bir araç sağlar. Bu teknoloji, yüksek hassasiyet, iyi özgüllük, kolay çalışma ve hızlı algılama hızı avantajlarına sahiptir ve su ürünleri yetiştiriciliği hastalığı önleme ve kontrolünde geniş uygulama beklentisine sahiptir. Teknolojinin daha fazla geliştirilmesi ve optimizasyonu ile sistemin daha fazla su patojeninin tespitine uygulanması ve daha geniş hastalıkların önlenmesi ve izlenmesini sağlayan uygulanması beklenmektedir.
Araştırma sonuçları, su ürünleri yetiştiriciliği endüstrisi için hastalık salgınları riskini etkili bir şekilde azaltabilen, çiftliklerin üretim verimliliğini ve üretimini artırabilen ve su ürünleri yetiştiriciliği endüstrisinin sürdürülebilir kalkınması için teknik bir temel oluşturabilen güvenilir bir erken tespit yöntemi sunmaktadır.