污水测试机器人加工废水更快地预测Covid-19迅速爆发

2021年3月12日

经过 Smruthi Karthikeyan., 加州大学圣地亚哥Rob Knight., 加州大学圣地亚哥

研究简介 简短是有趣的学术工作。

大想法

通过使用污水处理机器人,我们的实验室已经能够 在废水中检测冠状病毒30次更快 而不是非自动化大规模系统。在Microbiology Journal Msystems发表的这一进展,为社区提供更多的交付时间,监测他们的废水,了解关于Covid-19当地案件的预警。

当临床研究出现时表现出对SARS-COV-2测试阳性的人 在他们的粪便中脱掉病毒,下水道似乎是一个明显的寻找它。 可以在社区一级使用废水监测 在临床诊断之前,特别是在Covid-19流行率远远超过测试率的地区的潜在爆发群。

问题是,由于有多少人的浴室流入废物流中,病毒在废物流中严重稀释,更不用说他们冲洗的所有其他垃圾。监测取决于浓缩来自废水的病毒颗粒以检测这些低水平。这种病毒浓度步骤通常是 废水分析中的主要瓶颈 因为它是费力且耗时的。我们的机器人系统采用不同,更快的方法。


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点洛马污水处理厂鸟瞰图
污水处理厂可以是社区中冠状病毒检测的前线。
圣地亚哥县, cc by-nd

为什么重要

城市,学校和企业 在这个国家正在使用废水监测来在他们中间找到冠状病毒。

废水监测是作为高风险领域的早期警报系统特别有用的,例如无证居民对个人测试可能持谨慎态度的社区。

最常用的 病毒浓度技术使用过滤器 并且可以在6到8小时的任何地方转变几十名污水标本作为样品,然后可以测试SARS-COV-2的存在。我们的新协议在单一的40分钟运行中精细聚集24个样品。

我们重新定位齿轮,通常在实验室中进行微生物学或细胞生物学任务,以应对污水。通过小型化和自动化我们的系统,我们消除了一堆劳动密集型步骤,资源和相关成本。我们的免提过程更快。

手套的研究人员打开一个自动进样器以取出一瓶液体。
研究人员从连接到UC圣地亚哥大楼的下水道线上收集一升污水。
C.H.谢赫萨德, cc by-nd

我们如何完成这项工作

我们收集自动进样器的污水 圣地亚哥的主要污水处理厂以及我们在加利福尼亚大学校园内部署的那些在San Diego大学的人们部署的人,每隔30分钟收集下水道样品。

然后,回到实验室,而不是依赖多个过滤步骤,我们 使用微小的磁珠来丰富病毒颗粒。我们购买这些纳米磁珠,设计用于结合各种呼吸道病毒。污水处理机器人配备了专门的磁头 抓住磁珠,附着病毒。它优先捕食病毒颗粒,留下污水样品的其余部分。

使用机器人自动化污水浓度过程使我们在40分钟内将24个样品用于每个机器人。然后相同的机器人可以提取病毒RNA,在36分钟内加工96个样品。最后,我们使用聚合酶链反应来寻找SARS-COV-2的签名基因,就像一个临床诊断测试,即实验室将在患者的鼻拭子上运行。

总体而言,我们的系统可以在4.5小时内处理96个样本,从而大大减少了从标本的结果。

下一步是什么

到目前为止,我们是我们所清楚的唯一冠心病污水研究 使用自动化过程.

我们正在使用这种技术作为我们的一部分 校园里的大规模废水监测 每天在100多个地点抽样。 圣地亚哥学区也在使用它 作为早期警报系统。

我们现在使用我们系统的病毒基因组测序部分来跟踪新的SARS-COV-2变体的出现。

关于作者:

Smruthi Karthikeyan.,博士后研究儿科助理, 加州大学圣地亚哥Rob Knight.,儿科和计算机科学与工程教授, 加州大学圣地亚哥

本文已重新发布 谈话 在创造性的公共许可证下。阅读 来源文章.