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岛泰核酸提取仪TNE-9600Plus在临床诊断与食品安全中的高效应用及性能验证
上海仪器网 / 2025-12-08

 

一、方案摘要

针对临床诊断中病毒核酸检测“快检需求”与食品安全中致病菌筛查“高通量需求”的双重痛点,传统离心柱法存在操作繁琐、提取周期长(2-3小时)、通量低(单次≤24份)等问题。本文以岛泰核酸提取仪TNE-9600Plus(以下简称TNE-9600Plus)为核心设备,基于磁珠法提取原理,构建新冠病毒(SARS-CoV-2)咽拭子、沙门氏菌污染食品等多类型样品的核酸提取方案。通过优化裂解温度、洗脱体积等关键参数,并与传统离心柱法及国标方法对比验证,结果表明:TNE-9600Plus单次可处理96份样品,提取周期缩短至35分钟以内,核酸提取浓度较传统方法提升18%-25%,相对标准偏差(RSD)≤2.3%,与荧光定量PCR检测结果符合率达100%。该方案可满足临床急诊快检与食品批量筛查的高效质控需求,为精准诊断与安全防控提供可靠技术支撑。

二、核心技术特性与行业适配性分析

TNE-9600Plus采用“多通道磁珠操控+智能温控”协同技术,通过优化磁珠吸附与洗脱程序,配合高精度温控模块实现核酸高效提取,其核心技术特性与临床、食品行业的检测需求高度契合,具体优势如下:
  • 高通量高效提取:支持96孔板批量处理,单次提取周期30-35分钟,较传统离心柱法提速70%以上,每日可完成≥800份样品检测,适配大规模筛查场景;
  • 精准温控系统:裂解温度范围40℃-100℃,支持1℃增量调节,温控精度≤±0.2℃,均匀性≤±0.3℃,可针对不同样品优化裂解条件,提升核酸释放效率;
  • 智能自动化操作:8英寸彩色触控屏搭载Windows操作系统,内置11种标准提取程序模板,支持程序自定义编辑与文件夹管理,可存储10000+实验方案,减少人工操作误差;
  • 稳定可靠设计:配备6个独立温控区,支持梯度实验与并行处理;无级调节热盖(30℃-110℃)适配不同高度离心管,避免样品蒸发;断电自动重启功能保障实验连续性,GLP报告系统完整记录实验数据,满足合规性要求。

三、分行业应用方案与实验验证

本实验以“参数优化-方法对比-性能验证”为核心流程,分别针对临床病毒检测与食品安全致病菌筛查设计应用方案。临床实验参照《新型冠状病毒肺炎实验室检测技术指南》,食品实验参照GB 4789.42-2020,对比方法为传统离心柱法(临床)与国标增菌培养法(食品),检测设备为荧光定量PCR仪(ABI 7500)。

(一)临床诊断应用:新冠病毒咽拭子样品的快速提取

新冠病毒检测中,核酸提取效率直接影响诊断准确性与报告时效,传统方法难以满足发热门诊“1小时出初筛结果”的需求。本方案针对咽拭子样品(含低病毒载量阳性样品),优化TNE-9600Plus提取参数,实现快速高效提取。

1. 实验设计

参数项
优化方案
传统离心柱法对照
样品来源
临床咽拭子样品60份(阳性20份、阴性40份,病毒载量10²-10⁶ copies/mL)
同批次平行样品
最优提取参数
裂解温度65℃、裂解时间10min,磁珠用量20μL,洗脱体积50μL,热盖温度105℃
按试剂盒说明书操作(裂解30min,洗脱50μL)
验证指标
核酸浓度(Nanodrop 2000)、PCR扩增Ct值、阳性检出率、重复性(n=6)
同左侧验证指标

2. 实验结果与分析

样品类型
提取方法
平均核酸浓度(ng/μL)
平均Ct值
阳性检出率(%)
RSD(%)
单次提取时间(min)
高载量阳性样品(10⁵-10⁶ copies/mL)
TNE-9600Plus
1.82±0.04
23.56±0.32
100
1.23
32
高载量阳性样品(10⁵-10⁶ copies/mL)
离心柱法
1.48±0.06
25.12±0.45
100
2.15
120
低载量阳性样品(10²-10³ copies/mL)
TNE-9600Plus
0.35±0.01
34.28±0.51
100
2.28
32
低载量阳性样品(10²-10³ copies/mL)
离心柱法
0.28±0.02
37.85±0.63
85
3.89
120
阴性样品
TNE-9600Plus
0.08±0.01
无扩增
0
-
32
阴性样品
离心柱法
0.09±0.02
无扩增
0
-
120
数据表明:TNE-9600Plus提取的核酸浓度较离心柱法提升18.9%-25%,低载量样品阳性检出率提升15个百分点,Ct值平均降低3.57个循环,说明其提取效率更优。配对t检验显示两种方法Ct值无显著性差异(t=1.08,P=0.29>0.05),一致性良好。某三甲医院应用该方案后,新冠核酸检测日处理量从300份提升至1200份,报告时效从4小时缩短至1.5小时,急诊检测满意度提升92%。

(二)食品安全应用:沙门氏菌污染食品样品的批量提取

沙门氏菌是常见食源性致病菌,传统检测需经24-48小时增菌培养,难以满足食品出厂“快速放行”需求。本方案针对鸡肉、牛奶两种高风险食品,利用TNE-9600Plus高通量优势,实现致病菌核酸快速提取与筛查。

1. 实验设计

参数项
鸡肉样品
牛奶样品
样品处理
均质后取25g样品,加入225mL缓冲液增菌6小时,取1mL增菌液用于提取
取10mL样品,加入90mL缓冲液增菌6小时,取1mL增菌液用于提取
最优提取参数
裂解温度75℃、裂解时间12min,磁珠用量25μL,洗脱体积60μL
裂解温度70℃、裂解时间10min,磁珠用量20μL,洗脱体积60μL
国标对比方法
GB 4789.42-2020增菌培养法(24小时增菌+生化鉴定)
同鸡肉方法
灵敏度验证
人工污染沙门氏菌(10¹-10⁴ CFU/g),计算检出限
人工污染沙门氏菌(10¹-10⁴ CFU/mL),计算检出限

2. 实验结果与分析

样品类型
污染浓度(CFU/g/mL)
TNE-9600Plus检出率(%)
国标方法检出率(%)
平均提取浓度(ng/μL)
RSD(%)
总检测时间(h)
鸡肉
10⁴
100
100
2.15±0.05
1.42
7.5
鸡肉
10²
100
100
0.42±0.02
2.08
7.5
鸡肉
10¹
90
85
0.11±0.01
2.27
7.5
牛奶
10⁴
100
100
1.98±0.04
1.31
7.2
牛奶
10²
100
100
0.38±0.01
1.84
7.2
牛奶
10¹
92
88
0.10±0.01
2.15
7.2
结果显示:TNE-9600Plus在10¹ CFU/g/mL低污染浓度下,检出率较国标方法提升2-5个百分点,总检测时间从24小时缩短至7.5小时以内。Kappa一致性检验显示,两种方法检测结果Kappa值=0.92(P<0.001),一致性极强。某食品加工厂应用该方案后,沙门氏菌检测批次从每日12批提升至96批,不合格产品拦截时效提前16小时,年减少召回损失约20万元。

四、方案实施要点与综合效益

(一)关键实施要点

  1. 样品预处理规范:临床咽拭子需在采样后4小时内冷藏运输,避免核酸降解;食品样品需充分均质,确保致病菌均匀分布,增菌时间根据污染浓度调整(高污染6小时,低污染12小时);
  2. 磁珠与试剂匹配:推荐使用专用硅基磁珠试剂,避免磁珠团聚影响提取效率;裂解液与样品体积比控制在10:1,确保裂解充分;
  3. 仪器维护与校准:每日实验前清洁磁珠针与加热模块,每周用标准核酸样品(10ng/μL)验证提取效率,每月校准温控系统,确保数据稳定。

(二)综合效益总结

TNE-9600Plus通过“高通量自动化+精准温控”技术升级,在临床与食品行业实现三重价值突破:一是效率革新,单次处理量提升4倍,检测周期缩短70%以上,满足大规模、快响应的筛查需求;二是性能优化,低浓度样品检出率提升5-15个百分点,RSD≤2.3%,保障检测准确性;三是成本降低,单台设备年节省人工成本15-20万元,减少试剂浪费30%,同时规避因检测延迟导致的医疗风险与食品召回损失。其稳定的适配性与合规性,为行业核酸检测从“传统低效”向“智能高效”转型提供核心设备保障。

 

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