构建具备半自动化流感和SARS-CoV-2检测解决方案的实验室产能

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构建具备半自动化流感和SARS-CoV-2检测解决方案的实验室产能

NHPHL负责对具有公共卫生意义的传染病开展大规模的检测,包括流感、麻疹、腮腺炎、艾滋病、梅毒以及丙型肝炎。2020年初,当全球疫情来袭时,该实验室被迫优先进行了大量快速周转的COVID-19检测,很快就达到了每天约800到1,000次SARS-CoV-2检测。NHPHL的病毒学/性病实验室主管Jessica L. Alexander博士解释说:“在疫情初期,我们的员工每天都在奋力地使用他们现有的手动移液器处理巨量的样本,造成了检测的积压。因此,我们很早就改用了ASSIST PLUS移液工作站来处理SARS-CoV-2样本。如果没有这种自动化,我们将无法维持庞大的检测量或满足快速周转时间的需求。”

ASSIST PLUS pipetting robot with three deck positions, with the Fluidigm 192.24 Dynamic Array IFC, a 96 well plate, GripTips and the VOYAGER adjustable tip spacing pipette.

与日俱增的COVID-19检测需求

2020年11月,该实验室的工作量再次大幅增加——每天需要进行约2,000次检测,数月来一直居高不下。这给实验设施和人员带来了巨大的压力,并且超出了实验室现有工作流程的通量能力。为了解决该问题,NHPHL购买了一台MINI 96便携式电动移液器。“将MINI 96引入我们的PCR板体系构建加快了我们的工作流程,减少了移液错误并且缩短了动手操作的时长,”杰西卡继续说道。“我们每天都在使用它,它彻底改变了我们的工作。”

实现流感/SARS-CoV-2检测的自动化

2022年初,ASSIST PLUS的D-ONE单通道移液模块的发布促使NHPHL评估了其对疾病控制和预防中心的流感SARS-CoV-2(Flu SC2)rRT-PCR多重检测的适用性。这项评估的结果在2022年5月的公共卫生实验室协会年会上以墙报摘要的形式进行了展示。NHPHL病毒学实验室的科学家Pedro Tirado Velez解释说:“我们准备了五份此前已检测过的SARS-CoV-2阳性样本的梯度稀释液。使用ASSIST PLUS和D-ONE来制备预混液并完成铺板,然后我们使用MINI 96来添加提取好的RNA。5个平行,5天内进行了供125次检测。最后将PCR结果与手动制备预混液再使用手持式电动移液器构建反应孔板所得出的结果进行了比较”。

试验表明,ASSIST PLUS移液工作站上的D-ONE模块结合MINI 96,可实现稳健可靠的自动化流感/SARS-CoV-2预混液制备和PCR板构建,并且只需一步即可将96个样本添加入PCR反应板。这套自动化的流程显示了100%的准确度,Ct值平均比手动流程高0.43个循环。该方法的变异系数为0.39%,而手动制备孔板的变异系数则为0.52%。此外,这套半自动化的系统解放了技术人员来执行其他任务,将总的动手操作时间缩短了27%,并降低了移液错误的风险。Jessica说:“相比于此前的手动PCR板构建,该平台更高的精度给我们留下了深刻的印象,我们特别期待使用它来实现我们的全基因组测序工作流程的自动化。”

Evaluation of D-ONE and MINI 96 for semi-automated set-up of Flu SC2 rRt-PCR assay

高效的SARS-CoV-2检测流程

ASSIST PLUS工作站可利用VIALAB软件轻松编程,只需一台笔记本即可操控,使用者能够轻松地根据工作量的变化调整所制备的预混液反应数,并可在运行后出具报告作为质量保证。Pedro补充说:“我对ASSIST PLUS、D-ONE和MINI 96设备的使用体验很棒。它们各自解决了我们实验室的SARS-CoV-2检测流程中的特定任务,实现了高效的检测。”

ASSIST PLUS和MINI 96所带来的自动化也提升了员工的精神福祉,有助于减少长期站立和执行重复任务所造成的身体疲劳。这套装置还有效地控制了病原体的暴露,降低了污染风险,更好地保证了员工的安全,这也是NHPHL重要的优先事项之一。“SARS-CoV-2增加了我们的工作量,对我们的员工来说,这是一项巨大的身心负担。值得庆幸的是,我们得以利用INTEGRA的技术实现了大部分流程的自动化,这让我们员工的总体健康受益良多,”Pedro总结说。

New Hampshire Public Health Laboratories uses the ASSIST PLUS and MINI 96 to automate part of its influenza and SARS-CoV-2 testing process
Photo courtesy of New Hampshire Public Health Laboratories

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  • Carol Loring

    Field application specialist and business development

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