近日，動衛所聯合華南農業大學等單位在國際傳感器領域權威期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》（中科院1區，TOP期刊，IF：9.221）上發表題目為“A novel linear displacement isothermal amplification with strand displacement probes (LDIA-SD) in a pocket-size device for point-of-care testing of infectious diseases”的研究論文（鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36589905/）。動衛所為論文第一署名單位，我院家禽重要疫病防控傑出團隊廖明教授和華南農業大學獸醫學院張建民副教授為論文共同通訊作者，動衛所勾紅潮副研究員、華南農大在讀博士研究生林琦傑、動衛所沈海燕副研究員為論文共同第一作者。
精準分子診斷是預防和控製重大傳染病的關鍵，“十四五”生物經濟發展規劃和“十四五”全國畜牧獸醫行業發展規劃也明確指出：以“一體化、高通量、現場化、高精度”為方向發展新型智能檢測技術。目前基於PCR擴增原理的分子檢測技術已在傳染病診斷中得到廣泛應用，但該技術需精密儀器和專業操作人員，很難在現場快速檢測(POCT，point-of-care testing)中得到應用。與傳統的PCR技術相比，恒溫擴增技術在POCT檢測領域展現出明顯的優勢，但是反應原理複雜、靶基因兼容性低和小型化設備缺乏成為POCT分子檢測領域的國際難題。
該研究提出了基於線性鏈置換的恒溫擴增原理和掌式設備的一站式解決方案，通過深入研究恒溫擴增的原理，發現線性引物組合可有效啟動恒溫擴增反應，證實了線性鏈置換恒溫擴增檢測方法（LDIA，linear displacement isothermal amplification）的反應原理，優化得到了該方法的反應體係。通過分析LDIA方法對不同GC含量DNA的檢測能力，測試了該方法對不同靶基因的兼容性。進一步的，該研究探索出以鏈置換探針（SD, strand displacement probes）為基礎的探針法線性鏈置換恒溫擴增檢測技術（LDIA-SD），增強了反應的特異性，最低敏感性可達100拷貝。同時，該研究開發了一體化智能檢測設備與檢測軟件，集成恒溫加熱、熒光監測為一體實現了LDIA-SD技術的一站式應用，檢測結果可利用智能手機進行自動分析與雲端傳輸，對於傳染病的監測預警具有重要意義。

圖1 LDIA方法的反應原理 圖2掌式設備示意圖和檢測結果

該 研究突破了傳統的“恒溫擴增需特殊引物結構”認知，創建的LDIA-SD技術反應原理簡單、引物設計便捷、用戶使用環境友好，整個反應過程可在1小時完成，可現場或居家操作，在傳染病現場分子快速檢測領域具有廣闊的應用前景。

圖3 LDIA-SD技術的工作流程

該研究獲得了十四五”廣東省農業科技創新十大主攻方向“揭榜掛帥”項目（2022SDZG02）、院 “領軍人才”引進項目（R2020PY-JC001）、院協同創新中心項目（XTXM202202）、院“優秀博士人”人才引進和“青年研究員”人才培養項目（R2017YJ-YB2005和R2021PY-QY006）、嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室茂名分中心科研啟動項目（2021TDQD002）、國家肉雞產業技術體係項目（CARS-41-G10）、沃爾瑪基金（SA1703162和61626817）等資助。