分離技術在新型冠狀病毒研究和防疫檢測中的應用

新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情的爆發(fā)給世界公共衛(wèi)生安全帶來前所未有的挑戰(zhàn)。隨著新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)相關研究的不斷深入,眾多分析檢測技術相繼被應用,推動了病毒檢測、疫苗和創(chuàng)新療法的研發(fā),從而使疫情早日得到控制。分離技術作為生命科學、醫(yī)學、藥學領域的關鍵技術,操作簡單,分離效率高,選擇性強,在新型冠狀病毒的分離、檢測、診療及防疫中起到不可替代的作用。


離心技術操作簡易,成本較低,是通過控制離心機轉速實現樣品中蛋白質、核酸及細胞亞組分的分離。作為最基礎的分離技術,離心技術在新型冠狀病毒檢測中可用來分離血漿中的血清,用于抗體和抗原的檢測。在新型冠狀病毒實驗室研究環(huán)節(jié),通過離心技術可分離鼻咽拭子中顆粒物質以及未消化的死細胞和纖維碎片,并反復離心清洗來沉淀純化病毒核酸。相比于普通離心技術,超速離心技術具有更強的離心力場,可迅速實現小顆粒(如病毒顆粒、蛋白質等)的沉降分離。Bao等使用超速離心從Vero E6病變細胞中沉淀獲得病毒顆粒,研究了SARS-CoV-2在表達人ACE2轉基因小鼠中的致病性。Zost等將超速離心用于S蛋白假型慢病毒的分離,來測定兩種單克隆抗體的中和能力,結果顯示假病毒比野生型病毒具有更敏感的中和表型,證明在單克隆抗體效果測定中使用活病毒的必要性。此外,聚蔗糖-泛影葡胺(Ficoll-hypaque)密度梯度離心技術也被用于分離PBMC,以研究普通冠狀病毒和SARS-CoV-2的免疫學差異。
 
新型冠狀病毒研究已取得一定進展,分離技術在其中發(fā)揮著重要作用。其中,AC和SEC廣泛用于病毒相關蛋白質純化中;精密儀器制造業(yè)的發(fā)展,促使HPLC分離效率的提升,是完成高靈敏度、快速解決病毒代謝組學分析的關鍵手段;新材料和電子技術的進步,帶動磁珠和微納分離技術的靈敏度提升和應用范圍拓展,尤其是對化學試劑消耗降低,實現了對環(huán)境的友好,是解決細胞分析、核酸分離和免疫學檢測的首選技術;傳統(tǒng)的離心技術在病毒顆粒和細胞分離中發(fā)揮著不可替代的作用;電泳技術主要用于PCR產物分析。

當前,新型冠狀病毒檢測的難點主要集中在“假陽性”和“假陰性”結果上。作為新型冠狀病毒檢測的“金標準”,核酸檢測能檢測出處于窗口期的患者,但病毒載量差異、樣品采集、診斷試劑質量、實驗操作等問題會導致“假陰性”結果;抗體檢測操作簡單快捷,可作為核酸檢測假陰性的有效補充,但其對靈敏度和特異性要求高,靈敏度低會產生“假陰性”結果,特異性低則會產生“假陽性”結果。分離技術作為新型冠狀病毒檢測的關鍵技術,可分離純化復雜基質中病毒顆粒、核酸和蛋白質,減少基質中干擾物質帶來的“假陽性”結果;同時,分離技術與新型檢測技術結合,可進一步提高病毒相關蛋白質檢測的靈敏性和特異性,確保檢測結果準確可靠。

綜上所述,分離技術在新型冠狀病毒研究和防疫檢測中應用廣泛。這些分離技術各具特色,根據實驗需要選用合適的分離技術,靈活組合,能有效推動新型冠狀病毒檢測、疫苗和創(chuàng)新療法的研發(fā),使疫情早日得到控制。