盤點丨國內外核酸提取儀產品一覽
2020年突如其來的新冠肺炎疫情使"核酸檢測"進入了公眾的視野,核酸檢測從工藝上來說包括核酸提取、擴增與檢測。
根據《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》,新冠肺炎確診標準之一是新型冠狀病毒核酸檢測陽性。在疑似患者人群中,新冠病毒核酸檢出陽性率高低可能與樣本采集保存運輸、核酸提取、RT-PCR、檢測人員的技術水平以及檢測流程等多環節相關。病毒核酸提取是核酸檢測流程中最重要最基礎的操作之一,提取得率及質量越高,可做的下游技術就越多。
數據顯示,核酸提取儀(系統)國外供應商超過20家,國內供應商超過97家。截至目前,已有78家企業在國家藥監局進行了產品備案,市場競爭較為激烈。
一、什么是核酸提取技術
核酸在生物體內通常與蛋白質結合存在,核酸提取就是根據核酸和其他細胞組分理化性質的差別,將核酸從細胞中分離并純化出來的過程。1869年,瑞士醫生 Friedrich Miescher首先從白細胞的細胞核中分離出一種稱為“核素” 的化學物質。隨后,研究者在提取材料和方法上不斷進行改進,發展出一系列核酸提取技術。
(1)傳統的核酸提取方法:使用無機或有機化合物裂解細胞、釋放核酸,在應用層析、萃取、硅膠膜吸附等方法沉淀核酸,傳統的核酸提取方法操作步驟復雜、效率低,得到的核酸純度不高,使用的有機溶劑也可能會對操作人員造成傷害。
(2)自動化核酸提取:自從1980年第一臺臨床研究自動化樣本處理裝置被投人使用以來,其快速、準確和重復可靠性強的工作能力大大提高了實驗室工作效率,帶來強大的高通量樣本處理能力。同時也催生了實驗室自動化的市場需求,帶動了核酸提取技術的發展,國內實驗室自動化系統研究相對來說起步較晚,但是經過多年的發展,國內自動化核酸提取領域已初具規模。
二、基本原理
全自動核酸提取系統是一類應用配套的核酸提取試劑來自動化完成樣本核酸快速提取過程的儀器。根據其提取方法的不同,可分為離心柱法核酸提取儀和磁珠法核酸提取儀。
離心柱法全自動核酸提取系統主要將離心機(負壓裝置)、自動移液裝置和自動抓取器等功能組件集成于一體。其實現原理是:讓核酸吸附到離心柱硅膠膜上,經過洗滌液去除雜質后,再從硅膠模上洗脫核酸。
磁珠法核酸提取系統是將吸附在磁珠上的核酸,通過磁分離裝置提取出來。根據分離裝置的不同,可進一步分為移液式和磁棒式。移液式是通過自動移液裝置完成加液裂解、樣品混勻、洗滌洗脫、廢液移除等步驟,吸附有核酸的磁珠被磁分離裝置固定在樣品管內,從而實現核酸分離。由于在移除液體時難免殘留洗滌液,其中的鹽和乙醇可能會影響后續洗脫效率和PCR反應體系。
圖片來源:《中國體外診斷產業發展藍皮書》
磁棒式是將磁珠團聚在磁棒外的攪拌套上,通過磁棒套的移動實現磁珠從樣本裂解液、洗滌液洗脫液的轉移,從而完成核酸的自動化提取過程。
磁棒法的優點是每一步的液體不殘留,磁棒只磁吸磁珠,轉移到下一個反應步驟的孔位中。磁棒法盡可能避免了洗滌液殘留,提取的核酸產物質量較好。
圖片來源:《中國體外診斷產業發展藍皮書》
三、分類及應用領域
根據處理樣本的能力, 可以將核酸提取儀分為兩類:小型自動化核酸提取儀和高通量全自動核酸工作站。小型自動化核酸提取儀的處理能力相對較低,僅具有核酸提取功能。高通量全自動核酸工作站則功能強大,可以實現標本抽取、核酸提取、自動留樣、配制反應體系,甚至擴增和檢測的全自動化,適合大樣本量的實驗室檢測平臺。核酸提取是分子診斷的上游步驟,因此自動化核酸提取儀的應用范圍涵蓋了分子診斷的幾乎所有領域,包括病原微生物檢測、腫瘤相關基因檢測、常見遺傳病檢測、藥物相關基因檢測、無創產前診斷等,以及法醫鑒定、食品衛生、農牧獸醫等重要場景。
四、設備國內外產品目錄
核酸提取儀(系統) 國外企業產品目錄
(僅為部分企業及產品,歡迎補充)
核酸提取儀(系統) 國內企業產品目錄