诊断HIV的低成本先进设备

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远程诊断人艾滋病病毒（HIV）和其他感染性疾病面临独有的难题，即缺少电源、制冷和接受过适当培训的医疗保健人员。

现已开发出一种低成本、无需电源的设备，使用小规模化学反应而非电源提供扩增和检测潜在感染个体血液样品中存在的病原体的DNA或RNA。

诊断HIV的低成本先进设备


可重复使用的PATH NINA设备剖视图，显示绝缘、热源、相变材料和样品的相对位置（照片由Paul LaBarre提供）。

一个国际非营利全球健康组织（PATH；Seattle，WA，USA）的科研人员开发了本产品，并继续改进已知的NINA系统，用于非工具性核酸扩增。我们的目标是增大所需的诊断准确性，在缺乏稳定电力的地方进行检测时尤为如此。扩增过程涉及提取自个体血液样品的核酸，与来自关注的病原体的核酸片段混合，并在此过程中使用恒温加热，复制（扩增）多份血液样品中的病原体核酸。检验结果准确性高，使用简单的试纸能轻松看到结果，揭示能显示存在病原体核酸的色带。

研究小组为培养物的每个成分提供最高性能，确保在微试管中发生的扩增反应保持恒温。为了实现这一点，研究小组发现了一种特殊的化合物，能存储和调节化学反应产生的热量，并很容易被配置在试管夹设计产品中，保证每根试管的表面加热均匀。设计设备的主体时，研究小组使用热成像仪评估廉价材料的性能，最终选择了可重复使用的保温瓶，并加盖，将系统的热量损失降至最低程度。

小组检验NINA培养器在环境温度范围内正常运转的能力。检验的环境温度在50°C-90°C范围内时，设备能维持所需的温度140°C。研究小组显示此扩增系统仅在80分钟内就能灵敏的重复检测HIV-1。他们正在为放大系统匹配一种简单的技术，使用血液样品制备核酸。最新版的培养箱使用镁铁合金（MgFe）加热。选择MgFe，因为其成本仅为每次反应0.06美元，并能以自带装供应。为启动产热反应，技师简单的向包装的热水瓶底部加入盐溶液即可。

研究的主要作者，PATH的高级技术官员，Paul LaBarre，MME说明，“为了完成此低能耗诊断，需要融合一种简单的方法，在开始扩增前分离患者血样中的核酸。目前使用的方法成本昂贵，且在技术上有难题。幸运的是，我们正在测试几种方法，以期实现此目的。”研究已发表于2014年11月26日的Public Library of Science ONE《公共科学图书馆•综合》。