基本信息
- 项目名称：
- 猪流感病毒等八种重大猪病病原体新一代基因快速诊断芯片
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 利用微流控芯片技术，发展多重LAMP核酸分析模块, 并将其应用于重大猪病病毒的现场快速检测和分型
- 详细介绍：
- 利用微流控芯片技术，发展多重LAMP核酸分析模块, 并将其应用于重大猪病病毒的现场快速检测和分型.该芯片的整体效果（包括灵敏度，特异性，响应性，多重，定量，全自动性质等）都超过了目前的主流病原体检测芯片，试剂盒或其他方法， 且已受到科学界的认同
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 该技术的目的 利用微流控芯片技术，发展多重LAMP核酸分析模块, 并将其应用于重大猪病病毒的现场快速检测和分型。 该技术的基本思路 1、目标生物信息学的收集、基因组序列的分析、比对；样品的收集和前处理、核酸提取。 2、LAMP引物的设计和合成，LAMP反应条件的优化及检测体系的建立 3，多重LAMP微流控芯片的制作，实现对多重目标物的定性定量检测 4、国内多家实验室的方法验证；对实际样品进行抽样检查。 该技术的创新点以及技术关键 1, 故本课题中微流控技术的介入极大地创新了核酸分析技术的研究和应用. 2，本研究中，我们创新性地应用该种核酸分析方法，并将其应用于重大猪病病毒的快速检测。 3，本研究针对LAMP方法本身的缺陷（不易现实多重检测，定量方面依赖昂贵设备，不易达到核 酸提取，扩增和检测一体化，常规LAMP的低通量），利用微流控芯片来弥补其缺陷，达到多重，定量，高通量和原位LAMP检测。 该技术的技术指标 建立快速 (1h 内)、敏感(100 copies/uL内）、特异准确 (准确区分不同种类猪病病毒) 的核酸分析LAMP新方法，利用微流控芯片平台实现多重LAMP芯片核酸分析新方法。
科学性、先进性
- 环介导的等温核酸扩增技术是一种新的核酸等温扩增技术。该技术依赖能够识别靶序列上6个特异区域的引物和一种具有链置换特性的DNA聚合酶, 在等温条件下高速、高效、高特异地扩增靶序列。 但是LAMP 方法具有自身难以克服的缺点： 1、LAMP 方法由于其信号的不可区分性和引物的复杂性很难像PCR 那样实现多重目标物的同时检测。 2、LAMP方法还没有办法实现核酸的提取，扩增和检测一体化。 微流控技术可以将分析装备微型化、芯片化、集成化和高通量化，使分析效率成百千倍提高，试样和试剂消耗成百千倍下降； 本研究结合两大先进技术提出了LAMP芯片技术具有以下技术先进性： 1，微量：反应样本量为普通核酸诊断的十万分之一。 2，便携：小巧轻便，可以满足野外考察，实地研究等需求。 3，快速：每次检测时间为15-30分钟，可以满足快速检测的需求。 4，准确：通过大量临床样品验证了该方法的准确性。
获奖情况及鉴定结果
- 1、2008.11 获2008年上海市青年科技创新创业成果展优胜奖（共青团上海市委）。 2、2008.12 获2008年东华大学第二届“科学与艺术作品展”优秀奖。 3、2010.10 参加第六届微全分析学术会议，并获优秀墙报奖。 4、2010.11 被国际著名期刊 <Biotechniques>采访报道。 5、2010.12 获得天瑞仪器杯优秀青年论文奖。 6、2008-2011年发表项目相关国际SCI论文4篇，国家专利2份。 7、2011.04与富汇创新投资有限公司达成该项目的初步合作意向。 8、2011.05受中国遗传学会邀请参加2011年中国遗传学与生物医学产业化论坛。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 专利转让或技术合作
作品可展示的形式
- 实物、产品图片,录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- LAMP微流体芯片属于微流体芯片在体外诊断领域的一大分支。由于该行业正处于新兴发展阶段，尚没有完整的行业报告对行业产值进行统计和预测。目前我国尚未形成LAMP微流体芯片产业，但据中经纵横行业信息研究所报告估计，微流体芯片核酸扩增诊断行业产值将从2011年的1.2亿元，增长到2015年的4.8亿元。 LAMP体外诊断芯片的优越性: LAMP微流控芯片凭借着先进的技术，具备了微量、便携、快速、准确、多功能的优势。市场需求的迫切性 1，目前在疾病DNA检测领域，部分肿瘤如脑瘤，乳腺肿瘤等取样困难，且样本存活期短，传统的方法不能很好地进行检测。 2，传统的免疫学检测方法反应慢，病患确诊时间长，这加剧了患者的等待时间和心理压力，且不利于高传染性疾病的控制。 3，高校实验室和司法鉴定部门需要进行大量的野外考察研究或法医鉴定，传统的方法携带不便。 综合以上多方面因素，LAMP芯片凭借着微量、便携、快速、准确的特性，将极大满足各类目标客户的需求。
同类课题研究水平概述
- 环介导的等温核酸扩增技术 (Loop-Mediated Isothermal Amplification, LAMP) 是Notorm T等人于2000年开发的一种新的核酸等温扩增技术。该技术依赖能够识别靶序列上6个特异区域的引物和一种具有链置换特性的DNA聚合酶，在等温条件下高速、高效、高特异地扩增靶序列。 微流控技术概念提出于90年代初，是当前正在急速发展的高新技术和科技前沿领域之一，是未来生命科学、化学与信息科学发展的重要技术平台。该技术在微米尺度结构中操控纳升至皮升体积流体的技术与科学，在该尺度下大幅度增强的层流效应、表面张力效应、毛细效应、热传导效应及扩散效应，使许多物理和化学过程发生了质的变化。微全分析系统是通过发挥这一领域的优势，将分析装备微型化、芯片化、集成化和高通量化，使分析效率成百千倍提高，试样和试剂消耗成百千倍下降；其最终目标是在芯片大小的空间实现化学实验室的全部功能——即所谓“芯片实验室” (Lab-on-a-chip)。由于微流控分析技术的诸多潜在优势，微流控技术可极大地推动核酸分子的研究分析（包括核酸杂交研究和扩增技术），并相信在不久的将来，将最终在普通家庭中实现在分子水平上的“床边检验”(Point-of-care-testing, POCT)。将微流控技术与LAMP核酸分析技术结合而成的技术——LAMP芯片技术将有可能弥补LAMP的种种缺点，实现多重，原位，定量，高通量和高集成地分析核酸分子。相信LAMP芯片可以应用于口岸病原体的快速检测，肿瘤标记物的检测，食品安全评价，环境检测与保护，单核苷酸多态分析，物种进化迁移分析等研究。该方面研究国内外尚属刚刚起步阶段，故本研究无论在学术理论或社会意义上都意义重大。
