世界首款高通量新冠病毒核酸检测装置“成都造” 可日检2万样本

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如果将人与病毒的对抗假设为一场部署严密的狩猎行动，那么猎人不仅仅是医者，还包括了福尔摩斯般的疫情探案者、研制对症药物的“炮弹”合成者，以及对样本进行病毒感染筛查的目标定位者。他们排兵布阵，在整个“狩猎”的链条中环环相扣，又各司其职，寻求各自功能上最大限度的突破。链条中有个很关键的环节，那就是“定位瞄准”环节。说白了，就是对样本进行核酸检测，确认样本是否有病毒感染，从而确认猎手的“攻击目标”。

在新冠肺炎疫情爆发初期，用于筛查检测样本的核酸检测试剂盒一度供需失衡。但随着研发力度、生产配置等一系列因素的加码，这一矛盾逐渐得以解决。此时摆在面前的更大需求是，检测的效率能不能再高一些、再快一些？甚至于，当感染者、疑似者的检测需求得以高效满足之后，下一步，密切接触者、疫区接触者、有感染风险者等等，他们是否能够通过一定程度上普及的核酸检测来进行排查？

一个利好的消息，对于“更大通量、更高效率的检测”，已有科研团队实现了技术上的跨越。成都一家创新企业近日完成了高通量新冠病毒核酸检测装置的研发，每天可检测超过两万个样本。这也是世界首款超大通量的新冠病毒核酸检测装置。

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高通量低消耗基因分型系统

2月17日，一套经过了多次性能测试的高通量检测装置从企业装机完毕，运往第三方检测机构，以待投用前的进一步测试。

如果将视野放回到狩猎行动的猎人阵营中来，核酸检测装置背后的研发者们更像是一群“织网者”，他们让地毯式的撒网搜捕变为可能，让更大面积的感染筛查有了普及的技术支撑。近日，红星新闻记者走近了这群“病毒捕手”中的“织网者”。

工作人员在分子生物实验室对机器进行改装测试

研发前后为什么仅需“两周”？

在近段时间新闻报道中的一些数据显示，一些医院的核酸检测量可达到每日几百份样本，部分第三方检测机构可达到日检5000样本乃至一万样本。检测效率在逐步提升，但需要大量人力和设备的投入。日检两万样本的检测装置诞生，投用后无疑会将极大提升检测效率。

能在技术上实现日检2万样本的检测装置，诞生于成都瀚辰光翼科技公司。这是创始人张晗和他的团队花了大约两周时间突击攻关完成的。

两周，让很多人感到不可思议。但事实上，这并非是个从0到1的过程。

工作人员在对机器进行改装测试

这是一家从事基因检测系统研发的企业。李杰是企业的研发部负责人，他告诉记者，公司原本就专门研发基因检测设备，但此前的设备针对的是农业、大健康等领域的基因检测。

许多网友在近段时间狂刷病毒科普文，会了解到一个关键词——“PCR”。基于PCR方法的核酸定量是目前最快速的病毒检测方法之一。其原理是取病人的上呼吸道样本、下呼吸道样本和血清样本等，检测样本中是否含有与病毒一致的特定基因序列。

成都瀚辰光翼科技公司研发部负责人李杰

刚好，瀚辰光翼原本的自主研发设备，同样是运用PCR检测技术进行基因序列检测。并且，“我们原本的核心技术优势就是‘大通量’，”李杰说，针对农业、大健康等领域需要快速检测的特点，原本公司研发的设备就有着“大通量”的天然优势。

所以，团队在疫情爆发初期就意识到了自己的核心技术刚好同样适用于新冠病毒的检测。以往国内市场上的基因检测设备基本依赖国外进口，成立4年的瀚辰光翼本就是国内首个打破国外垄断，独立研发高通量基因检测系统的企业。

这可以说是天然优势，也可以说是“天降使命”。李杰说，设备从无到有的研发那至少要三五年，而团队要做的，是针对病毒检测特点进行原有设备的改造。

所以两周时间的攻关，其实是设备的改造攻关。当然，这挑战也不小，若是在平时，升级改造一台设备至少也要花上数月时间。

工作人员在分子生物实验室对机器进行改装测试

日检2万样本的技术怎样实现？

从春节开始，团队开始研究改造方案。这支团队有生物学、化学领域的人才，也有机械、计算机专业的人才。技术上多学科交织，改造方案也颇复杂，但原理说起来倒也简单——“加大整个检测系统的容积”。

检测病毒与农业等领域的常规基因检测最核心的区别，就在于样本体积不同。比如，取农作物种子的样本，1至2微升就够了。但是人体的病毒含量不多，目前的检测要求需要取样30至50微升，比检测种子基因大了十几、二十倍。

所以设备的改造，主要就是要将整个自动化系统改造到适配现在大体积样本的检测。

工作人员在分子生物实验室对机器进行改装测试

在企业实验室中，记者看到了数台正在改造中的大型设备。每套设备由三台不同的装置构成。简单来说，一台负责样品的分装，一台负责对样品进行核酸反应，还有一台负责分析最终结果。

“如果重新生产新的设备那会非常耗时间，所以我们目前是将‘现货’拿来改造，”李杰告诉记者，有两套设备已经改造完成并投放到第三方检测机构。而一旦有需求，团队还会立即对下一套设备进行改造，用于疫情期间的核酸检测。李杰说，目前公司的设备投放均为无偿投放。“疫情来得太突然，大家都在各自擅长的领域承担责任，”他说：“我们团队也一样”。

“看，这就是盛装样本的PCR孔板。”李杰拿起一块白色的有着一排排密集的小圆孔的板子告诉记者，细胞样本会被分装在每个小圆洞之中，然后放在设备中实现批量检测。

左边为升级改造的384微孔板，相比较单个检测量增大，精准度高

比起原本分装农业或大健康领域检测样本的PCR孔板，如今新改造的PCR孔更大，容积扩大成40微升。每个PCR孔板上有384个孔，相当于可以分装384个样本。设备一次可同时检测10个PCR板的样本，相当于3840个样本，一次耗时约2.5小时。那么，若在满负荷运转的情况下，除去更换及启动时间，一套设备一天可实现20000个左右的样本检测。

批量筛查的大网正在张开

在近期的疫情关注焦点中，“假阴性”无疑是个关键词。新京报曾在近日报道，某医院出现一名3次咽拭子检测均为阴性，通过下呼吸道样本才确诊新冠肺炎的患者。

对此，钟南山院士曾在接受采访时回应过自己的观点：“应该相信核酸的检测，要保证准确取材。”

北京大学第一医院主任医师王贵强也表示，若病患病毒量很少，在上呼吸道，就可能检测不出来。

“这也就是为什么检测病毒的样本体积要远远大于以往检测农业基因样本的原因，”李杰说，取肺泡灌洗液样本精准度会提高非常多，但在临床上有难度，目前取咽部样本较多。

不过，这除了对取材的“质”要求提高，也再次增加了对核酸检测的“量”的需求。

工作人员在分子生物实验室对机器进行改装测试

“排除样本本身问题，通过前期反复测试，目前我们研发的大通量设备的精准度和医院设备检测的结果是一致的，”李杰告诉记者，团队将库存的所有设备改造完毕后，全部会提供给第三方医检所等机构用于新冠病毒潜在感染者的大规模筛查。

“改造升级后的设备比较适用于新冠病毒大规模辅助筛查工作。”李杰举例说，例如社区筛查密切接触者、疫区往返者，或者用于企业返岗、工地返工、学校返校等等，“每个群体都数量可观，但若能实现批量检测，就能高效解决排查难题”。

近日，有媒体报道福州发布了相关政策，对外省来的复工人员开展病毒核酸检测，总检测样本估计达到27万人次。据央广网2月19日报道，长沙岳麓高新区内企业复工，园区管委会也为复工企业员工免费安排了核酸检测。

从一定程度上说明，对病毒感染者的广撒网式筛查已有实践。

图右为升级改造的384微孔板

“但核酸检测还是需要一定条件的，”中山大学公共卫生学院教授陆家海表示，做核酸检测，除了检测设备，更需要所有环节的规范。“我想最重要的就是取样，”他说，现在检测试剂盒还存在有敏感性等问题，对取样的要求就更加严格。

也就是说，技术上可行之后，还需要各环节的完善和配合。就像整个“病毒狩猎场”上的狩猎战局，一张捕猎的大网撒开，需要环环相扣，紧密配合，然后方能逐一攻破。

红星新闻记者王垚摄影记者王红强

编辑周霖