疫情之下，除了要继续加强疫苗及药物的研发，完善的个人健康及环境卫生管理也非常重要。精准、便捷的病毒检测方法，十分关键。近日，香港理工大学（以下简称“理大”）研发便携式新冠病毒核酸检测仪，可同时检测最多四个样本，在25分钟内可以确立阳性样本，而整个检测约40分钟内完成，检测结果也可凭肉眼辨识。
“检测仪可用于机场、检疫隔离设施、诊所、口岸等，加强个人及环境卫生管理之余，也有助相关机构快速制定防控策略，减低社区感染风险。”团队负责人在接受南都记者专访时表示，检测仪已可以投入使用，但现阶段尚未有量产的计划。团队亦正与一所国际检测认证机构接洽，进行进一步市场化的研究合作。
香港理大副校长赵汝恒教授(中)、医疗科技及信息学系教授叶社平(左一)及生物医学工程学系副教授李铭鸿博士(右一)展示“便携式新冠病毒检测仪”。图源香港理工大学官网。
同时检测最多四个样本
检测约40分钟内完成
理大官网显示，2020年，理大的跨学科研究团队获医疗卫生研究基金(Health and Medical Research Fund)拨款逾270万港元，开展便携式新冠病毒检测仪（以下简称“检测仪”）的研究。在过去一年半，团队利用反转录恒温环状扩增法（RT-LAMP）及金纳米粒子(作为核酸扩增显示剂)，成功进行精准的新冠病毒检测。临床样本测试结果与反转录聚合酶连锁反应（RT-PCR）标准完全吻合。
检测仪可同时放置六个样本，撇除两个阳性及阴性对照样本之外，可同时检测最多四个样本。采集样本后，即可使用检测仪在现场进行检测，无需将样本送回实验室。该仪器会营造65摄氏度的恒温状态，其内置的光学装置，能侦测到金纳米粒子的沉淀情况（阳性样本会沉淀，而阴性样本会保持分散）。
“便携式新冠病毒检测仪”体积轻巧，仅重约2.4公斤，体积为21厘米×21厘米×10.5厘米，配备内置电源。图源香港理工大学官网。
相关数据会透过蓝牙即时传送到手机，以软件进行分析并显示结果。在10至20分钟之间，银幕上显示的光学数据若呈现上升趋势，即代表该样本为阳性，数据上升速度愈快代表样本的病毒含量愈高，这意味着在25分钟内，可以确认阳性样本，而整个检测约40分钟内完成，检测结果亦可凭肉眼辨识。
“感谢香港食物及卫生局对理大的信任，透过医疗卫生研究基金拨款，让理大得以发挥跨学科的力量，全力支持和配合政府的抗疫工作，并将研究成果转化应用，惠及社群。”理大副校长(研究及创新)赵汝恒教授表示。
可检测人类及环境样本
有助降低社区感染风险
带领此项研究的是理大医疗科技及信息学系教授及系主任叶社平教授，他表示，研究的关键在于金纳米粒子显示剂，透过团队研发的检测仪进行的检测，其灵敏度及特异度均能达致百分之一百，与现时新冠病毒核酸检测的“黄金标准”看齐。
检测仪另一特点，是可于实验室以外的环境操作，且配备内置电源，充电后便可使用，并能在采样后即场完成整个检测程序。团队成员理大生物医学工程学系副教授及副系主任李铭鸿博士解释，团队所作的环境样本测试，成功缩短检测时间，不必使用实验室内的大型核酸检测仪器，在体积细小的检测仪内已能做到准确的核酸检测。即使病毒量低，精准度也不受影响。
李铭鸿表示，检测仪可用于检测人类及环境样本，亦能检测不同的病毒和细菌(配合相应引子)，检测成本亦相对RT-PCR为低。团队即将将研究成果转移，与业界合作将技术在社区普及应用，特别是一些需要在短时间内得到准确检测结果的地方，有助相关机构制定防控策略，减低社区感染风险。
近日，研究团队负责人、理大医疗科技及资讯学系教授及系主任叶社平教授及其团队接受南都记者专访，揭秘研发便携式新冠病毒核酸检测仪背后的故事。
对话
将合适的技术结合轻巧的设计，但不失高度精准
南都：开始此项研究的机缘是？如何考虑去研究便携式新冠病毒检测仪？
叶社平：我和李铭鸿博士均从事基因测试研究多年，两人十多年前于理大结缘，并合作开展不同的研究项目，包括金纳米粒子核酸测试。2016年，李博士的一位本科学生以第一代手提病毒检测仪作其毕业作品。其后李博士在理大工业中心的支持下，发展出功能及结构均更完善的第二代手提病毒检测仪。
2017年，我和李博士开始跟香港特别行政区政府渔农自然护理署合作，研发检测禽流感病毒的便携式检测仪器。此研究期间，因应新冠病毒疫情，我们两人决定利用过往的研究成果，将焦点转移至针对新冠病毒的检测。
南都：能否介绍一下此项研究的亮点和突破？
叶社平：便携式新冠病毒检测仪（检测仪）采用的反转录恒温环状扩增法（RT-LAMP）虽然并非新技术，但理大跨学科团队成功将它配合自行研发的金纳米粒子(作为核酸扩增显示剂)，以进行新冠病毒检测，得到的结果是高度精准的——其灵敏度及特异度均达致百分之一百，与反转录聚合酶连锁反应（RT-PCR）标准完全吻合。
以检测仪进行检测，可于短至25分钟内确认阳性样本，而整个检测约40分钟内便完成。其特点之一，是其检测结果可凭肉眼辨识——只需观察金纳米粒子的沉淀情况，便能得悉检测结果(阳性样本会沉淀，阴性样本会保持分散)。相关数据亦会实时传送到手机，人员可以实时查看检测结果。
阳性样本(右)的金纳米粒子会沉淀，而阴性样本(左)会保持分散，检测结果可凭肉眼辨识。 图源香港理工大学官网
另一突破点是，这部仪器采用便携式的设计，配备内置电源，充电后即可带到任何场合使用。以往的PCR检测，采样后需要将样本送回实验室处理，不计运输时间的话最快也要2小时方可得到结果。理大研发的便携式检测仪，可于实验室以外操作，亦即是说，人员即场采样后，可实时进行检测，并于短时间内得悉检测结果。
南都：此次研发过程中遇到了什么难点，后来是如何解决的？
叶社平：理大团队明白现时的PCR检测需时较长，且需要配合大型实验室仪器，故此一直以开发“便携式”的检测仪为目标。但同时，检测仪亦必需要做到精准、可靠的检测结果，与现时新冠病毒核酸检测的“黄金标准”看齐。
如何将合适的技术结合轻巧的设计，但依然不失高度精准，正是研发这部仪器面对的挑战之一。在研发阶段，团队得到校方的支持，这部仪器得以在理大的工业中心生产。感谢理大工业中心的专家们，协助团队设计仪器并进行组装，其间也需要不断作出微调和改良。现时的检测仪仅重约2.4公斤，体积为21厘米×21厘米×10.5厘米，其内置电源充电后可连续使用长达七小时，方便于实验室以外的环境操作。
南都：此项研发目前是否有后续应用？
叶社平：检测仪已可以投入使用，但现阶段尚未有量产的计划。我们欢迎政府相关部门或商业机构与我们联络。团队亦正与一所国际检测认证机构接洽，进行进一步市场化的研究合作。
南都：接下来是否还会继续进行与新冠病毒检测仪相关的研究？主要是哪些方面？
叶社平：团队即将会展开以人类的原样本(未有萃取核酸)进行的测试，预计可于数个月内完成。
采写：南都记者 肖韵蕙
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