急性呼吸道感染（acute respiratory infection，ARI）是世界范围内引发急性病和致死性疾病的主要病因之一，在急性呼吸道感染中，90% 以上由病毒引起。常见的引发急性呼吸道感染的病原体有：冠状病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒和鼻病毒等。大多数呼吸道病毒具有感染力强、传播快、潜伏期短、发病急等特点。呼吸道病毒种类繁多，且感染后症状较为相似，因此诊断区分十分困难。
现场快速检测（point‐of‐care testing，POCT）也称即时检测，由于减少了样本运输及实验室检测的一系列复杂处理过程，可直接在采样现场进行检测鉴定，显著缩短了检测时间，在传染病快速检测中发挥重要作用。POCT在急性呼吸道感染检测中主要采用便携式、自动化的仪器设备，操作简单快捷，不要求特定的实验条件，适于基层医疗机构及现场使用。目前用于急性呼吸道感染的POCT方法主要包括免疫学方法和分子诊断技术，具体检测技术概述如下。
逆转录聚合酶链式反应（Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction, RT-PCR）技术。在RT-PCR中，样品中的RNA链被逆转录为互补DNA，再以此互补DNA作为模板通过PCR进行DNA扩增。根据不同的研究目的和设计细节可以将RT-PCR分为常规、套式、多重和实时RT-PCR等。
滚环扩增技术(Rolling circle amplification，RCA)借鉴了自然界中环状DNA复制方式，扩增反应在37 ℃左右进行。其扩增效率高、种类多、应用广，产物为单链DNA(Single-stranded DNA，ssDNA)，与染色或探针联用直接结合可实现检测信号的放大，在生物检测等方面得到广泛的应用。RCA反应发生的关键在于构建一个完整的单链DNA环用于后续扩增，RCA成环方式包括粘性末端成环和平末端成环。RCA主要有线性RCA (Linear RCA，LRCA)、超分支RCA (Hyper branched RCA，HRCA)和多引物RCA (Multiple primer RCA)等。其局限性在于所需模板为环状DNA。
环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification, LAMP)是2000年Notomi等报道的一种新的核酸扩增技术，主要利用4种不同的特异性引物识别靶基因的6个特定区域在等温条件进行扩增反应，基因的扩增和产物的检测可进一步完成。与常规PCR相比，LAMP不需要模板的热变性、温度循环、电泳及紫外观察等过程，具有简单、快速、特异性强的特点。值得注意的是，由于LAMP的高灵敏度和高产率等特点，LAMP容易产生气溶胶污染，因此如何集样本前处理、核酸等温扩增和结果判读于一体也是LAMP广泛应用于病原体POCT检测的发展方向之一。
重组酶聚合酶扩增技术(recombinase polymerase amplification，RPA)是另一项应用较为广泛的等温扩增技术，其反应需单链核酸（寡核苷酸引物）的重组酶、单链DNA结合蛋白（single strand DNA⁃binding protein，SSB）和链置换DNA 聚合酶3种关键酶，在37 ℃-42 ℃温度条件下，重组酶与引物结合形成蛋白⁃DNA 复合物，在双链DNA（double⁃stranded DNA，dsDNA）中靶向结合同源序列，导致dsDNA 构象发生改变，进而启动DNA 合成，对模板上的目标区域进行指数式扩增。
RPA具有很高的特异性和扩增效率，通常扩增时间仅需5-20 min，能实现单基因组拷贝水平的检测，且可通过针对不同病原体的靶标设计多重引物实现病原体的快速多重检测，其局限在于扩增体系存在大量酶类，需去除蛋白后才能电泳等后续试验。利用RPA技术可以在简易实验设备甚至野外条件下实现对核酸的快速扩增，结合侧流层析试纸技术或荧光检测装置即可对扩增结果进行快速定性或定量检测。
CRISPR-Cas系统是一种原核生物用来抵抗外来遗传物质入侵的适应性免疫防御系统。目前已发现了2类6种亚型CRISPR-Cas系统，其中CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas12、CRISPR-Cas13已被开发成多种分子诊断策略用于各种病原体，包括细菌、病毒的核酸检测，尤其是利用Cas12、Cas13的附属切割活性开发出的SHERLOCK系列、HOLMES系列和DETECTR等检测平台，为感染性疾病的快速诊断提供新的契机。
表面等离子共振技术(Surface Plasmon Resonance, SPR）是一种基于光学、非标记的检测技术，利用两个或更多分子间的结合作用导致光反射折射率的变化，从而实时监测配体与分析物的量变情况。
SPR 具有操作简便，不需要提前处理样品、LOD低、特异性高、无标记的优点，但仍有可以改进的地方，如提高检测灵敏度和操作步骤、增加多通道检测、提高检测的稳定性等。随着芯片技术和检测原理的进步，SPR 检测病原细菌能力会有进一步提高。
表面增强拉曼散射(SERS)作为一种无损、非接触式且可重复的快速检测技术，能够提供分子结构振动的指纹图谱信息，且谱峰窄不易发生重叠，在生化物质检测中具有显著优势，在核酸检测、病原微生物检测、肿瘤精准分子诊断等领域展现出良好的应用潜力。
化学发光免疫技术（chemiluminescence immunoassay，CLIA）结合化学发光反应与免疫反应两种原理，具有高灵敏性、操作简便、试剂保存时间长等优点。大部分公司均研发了全自动的化学发光分析仪，但仪器体积一般较大，适合于大型医院或检验中心使用。目前已有一些公司开发了便携式小型全自动化学发光分析仪，具有体积小、通量高、自动化程度高等优势。为减少对大型仪器的依赖，一些纸质化的化学发光平台开始出现。Chen等开发了一种新型的低成本的纸质电化学发光生物传感平台，用于快速检测乙型肝炎表面抗原，最低检出限为34.2pg/ml，性能优于CLIA 和ELISA。Liu等开发了一种基于过氧化物纳米酶的新型纸质化学发光分析方法，通过使用智能手机的摄像头进行信号检测，对SARS‐CoV‐2抗原的检出限为0.1ng/ml。
免疫层析技术（immunochromatography assay，ICA）始于20世纪60年代，是运用色谱层析和抗原抗体特异性结合的原理开发的一种快速检测方法。在层析过程中，标记物与待测样本形成复合物，通过毛细管虹吸作用被相应的配体捕获，在纤维素膜的检测线聚集显色进行定性或定量分析。ICA具有操作简便快捷、无需大型仪器设备、不依赖冷链运输等特点，是最早应用于病毒POCT的技术。
1）胶体金免疫层析技术
胶体金免疫层析技术发展最为成熟，临床使用最为广泛。但胶体金法存在灵敏度低、假阴性率高等缺点，只能进行定性或半定量分析。
2）荧光免疫层析技术
荧光免疫层析技术（fluorescence immunochromatography assay，FICA）是以荧光纳米材料作为检测标记物的检测方法，标记物主要包括荧光染料、量子点（quantum dots，QD）、上转换荧光粉（up‐converting phosphor，UCP）、镧系元素标记物和其他荧光纳米颗粒等。相比于胶体金法，荧光免疫层析具有更高的灵敏度并可进行定量分析。
3）磁微粒免疫层析技术
磁微粒免疫层析技术是以磁性纳米颗粒（magnetic nanoparticles，MNP）为标记的免疫层析技术。MNP的表面积大，可偶联更多的蛋白质分子，而且是以共价键形式连接，更为牢固。该技术具有检测快速、信号稳定、灵敏度高的优势，对于鼻咽拭子等高黏性的临床样本，可通过磁珠的分离富集作用提高灵敏度，避免层析速率降低及造成非特异吸附等问题。
4）核酸适配体免疫层析技术
与抗体相比，核酸适配体具有成本低、靶标分子广、稳定性强、亲和力高、易于化学修饰等优势，可替代抗体开发核酸适配体免疫层析技术。
微流控技术指的是在微米尺度下对微小量级的流体进行精准操控的一种技术，使用芯片作为流体操控的载体。目前主要的研究内容是开发微流控芯片，其由微米级流体的管道、反应器等元件构成，采用微电机加工系统制作。微流控技术最大限度地利用了微尺度下流体具备的特性：层流效应、毛细效应、快速热传导效应和扩散效应等特殊性能，实现多个实验流程在一块芯片上自动完成，具有低消耗、高效率、自动化、集成化、便携化等优势。目前微流控技术已经在临床检测的多个领域如生物化学检测、免疫检测、病原微生物检测等获得具体应用。
微阵列技术（Microarray） 主要是指由成千上万个DNA 样品或寡核苷酸密集排列于硅片、玻片、聚丙烯或尼龙膜等固相支持物上，再与模板在严格条件下进行杂交，最后由激光共聚焦显微镜等设备获取图像信息，通过计算机分析处理获得信息的技术。微阵列又常称为微排列或微点阵，目前新兴的DNA 芯片（DNA chip） 即是微阵列中最主要的一种，微阵列与DNA 芯片两者的名词常混用。
Seo等科学家基于场效应晶体管（Field-effect transistor，FET）设计了一种电化学生物传感器，可用于临床样本检测SARS-CoV-2。该技术的原理是通过在FET的石墨烯电极片上用1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（PBASE）进行修饰，并将其作为界面偶联剂固定SARS-CoV-2刺突蛋白特异性抗体后，用磷酸盐缓冲盐水（PBS，pH 7.4）完全覆盖FET作为电解质，基于管道的表面的电位变化和对电响应影响实现了SARS-CoV-2的临床样本检测。该技术具有成本低、灵敏度高、动态响应范围广等优势，无需对样品进行任何预处理或标记，属于高灵敏免疫学诊断方法。
1、Advanced Point-of-Care Testing Technologies for Human Acute Respiratory Virus Detection
2、Micro/nano biomedical devices for point-of-care diagnosis of infectious respiratory diseases
3、李婕云小综述：逆转录聚合酶链式反应技术（RT-PCR）的发展
4、滚环扩增信号放大技术在生物检测中应用的研究进展
7、CRISPR/Cas系统在感染性疾病诊断种的应用
9、CRISPR/Cas系统分类和病原体检测的研究进展
10、基于表面等离子体共振技术检测病原细菌的研究进展
11、基于纳米信号标签的表面增强拉曼散射在病原菌检测中的应用
编辑：Jason | 校对：Harris | 责编：Hillson
公司简介
德国维润赛润（Institut VirionSerion GmbH）成立于1978年，是国际知名的诊断产业原料生产商和供应商。公司的研发和生产基地位于德国维尔茨堡，已通过DIN EN ISO 13485质量体系认证，拥有三级生物安全实验室(P3实验室)。经过了40余年的发展，公司构建了丰富的生物原料产品线，主要包括天然抗原、重组抗原、人源化单克隆抗体和磁珠等。
助力我们的客户更加强大
永葆我们的价值无可替代
免责声明：本文仅代表作者本人观点，不代表维润赛润资讯的观点和立场。文章图片均来源于网络，如有侵权，请联系作者删除，若需转载，请加上贴片，欢迎联系小编。
