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免费足球贴士(zq68.vip):COVID-19 抗疫作战的要害少数──中研院 P3 实验室,开箱!

admin2021-11-29319

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中研院 P3 实验室

新冠病毒肆虐,防疫事情首重祛除、阻隔病毒,中研院在廖俊智院长率领下,更是倾全院之力研发磨练试剂、药物、疫苗等等抗疫利器,务求祛除病毒无形。但在中研院生物医学科学研究所却有一间实验室,日夜忙着「养」病毒,以检测疫苗、药物、试剂有用性,它就是中研院唯二的 P3 实验室。这间实验室少有镁光灯照射,却是中研院抗疫作战的主要后援,一起随着研之有物,开箱神秘的 P3 实验室!

对战病毒的一样平常

「我这辈子,从没这么起劲事情过!」生医转译中央新兴流行症专题中央执行长、生物医学科学研究所研究员林宜玲苦笑地说。 2020 年中研院抗疫大仗,她认真领军生医所 P3 实验室,研发定量病毒的方式,以协助验证院内各项的磨练试剂、药物、疫苗的有用性。2020 年 11 月中研课堂,林宜玲走出实验室来到嘉义女中,与民众分享近一年与病毒日夜短兵相接的心路历程。

「今年的 COVID-19 是百年大疫,所有原本不是研究病毒的都酿成病毒学家了。」话锋一转,林宜玲随即向听众发出灵魂拷问:「但人人真的熟悉病毒吗?」

新冠病毒知若干?

新冠病毒巨细约100 奈米,约莫是一根头发的直径再小一万倍,必须用电子显微镜才气考察,「我们做病毒的,都说自己在做奈米科技。」林宜玲玩笑地说。冠状病毒虽这么小,家族却很重大,其中有七只会熏染人类──四只是通俗伤风病毒,其他三只是 SARS、MERS、以及引起 COVID-19 的 SARS-CoV-2 三种致命病毒。

冠状病毒若何熏染人类?要害是:病毒外面突起的棘卵白(spike protein),它们会与细胞外面的受体连系,主要的受体为 ACE2(Angiotensin-converting enzyme 2)。一旦棘卵白连系 ACE2 ,就像钥匙开对门锁,病毒即可所向无敌、熏染细胞,在细胞内大量复制。

新冠病毒外面突起的棘卵白(粉红色突起),会与人体细胞外面受体 ACE2(绿色Y型)连系,借此熏染、进入细胞大量自我复制。 图片泉源:研之有物重点来囉!若是能够「断开」棘卵白和 ACE2 的「连结」,即可能防止病毒熏染细胞,这也是许多疫苗和药物的主要标靶!疫苗与药物研发后,需举行细胞、动物等测试确认有用性……不外,新冠病毒这么「毒」,一样平常实验室肩负不起,必须在赫赫著名的 P3 实验室举行。

P3 实验室大解密

在好莱坞灾难片「全境扩散」中,穿着宛如太空装的研究职员,在密闭实验室战战兢兢操作致命病毒,排场阴险异常。现实天下中, P3 实验室的研究职员真的必须穿着密不透风的实验衣,才气处置危险病毒。

生物实验室遵照危险水平分成 P1~P4 四个品级,操作病原菌一级比一级阴险。

图片泉源:研之有物P1~P4 实验室差异在哪?P1 实验室最单纯,只有洗手台、事情区、实验衣,如大学的生物实验室。P2 实验室加上生物平安柜,对照危险的生物、怕被污染的样品,一切必须在平安柜里举行。

P3 实验室像是把整个实验室酿成平安柜!实验室内是负压(相比于室外压力较小),气流只能从室外往室内吹,不能由室内往外吹,阻止病原菌外泄。另外另有双门灭菌锅,实验用品必须经由高温高压、蒸气灭菌之后才气由外部取出。

最神秘的 P4 与 P3 大同小异,但职员必须穿着连身供气正压防护衣,衣服外面是负压、内部是正压,作用是防止病原菌随气流窜进防护衣内。

P3、P4 实验室特点是内部的负压呈梯度漫衍,越往内里压力越低 ,以防止气流外泄。此外,实验室必须具备高压灭菌锅,实验用品必须经由高温高压、蒸气灭菌之后才气取出,职员进与出也有划定的蹊径。 图片泉源:研之有物

林宜玲实验室同仁在 P3 实验室前合影。P3 实验室的事情职员必须穿着实验衣,而且穿、脱顺序都有严酷的 SOP,并配合定期训练。 图片泉源:林宜玲 

时间回到 2003 年 ,台湾发作 SARS 疫情,中研院随即新建两间 P3 负压实验室。2019 年底,新冠肺炎疫情发作,2020 年 1 月林宜玲临危受命,认真中研院生医所 P3 实验室。2020 年 3 月,林宜玲从疾管署战战兢兢捧回分让的第一株新冠病毒,立刻最先「养」病毒,提供新冠病毒来测试院内研发的药物、治疗性抗体等,看看药物作用后的病毒残存量,借此估算药物的抑制能力。

「但病毒这么小,不能能放在显微镜下一个个数,必须研究适当的定量方式。」林宜玲玩笑地说:「不外,每只病毒都很有个性,定量方式必须量身打造。」因此除了使用传统的 PCR(Polymerase chain reaction,简称 PCR)核酸检测,也研发出几项主要定量法。

每只病毒都很有个性,定量方式必须量身打造。

数一数,病毒有几只?

「确诊 34 要不要隔离治疗?」新闻常闻声有关确诊与否的 CT 值,就是指 PCR 复制的次数。所谓的 PCR ,是让反转录后的病毒 cDNA 可以 2 倍、4 倍、8 倍、16 倍……每次以 2 倍数复制,直到机械侦测到病毒 cDNA,谁人次数就称为 CT 值。

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若是样本中病毒量异常少,PCR 必须举行多次复制,机械才会侦测到, CT 值就会异常高。现在台湾以 CT = 40 作为确诊尺度,意思就是若是样本经由 40 次 PCR 复制,仍未测出病毒 RNA,受测者才可算为阴性。

此外,林宜玲团队也开发病毒斑定量法、细胞病变定量法,免疫萤光抗体染色侦测法等等,协助院内研究职员侦测研发药物、疫苗、中和抗体的有用性。

以病毒斑定量法为例,研究者把病毒样本稀释成差异浓度,然后熏染培育皿中的细胞。几天之后,若是细胞被熏染、凋亡,会在原本位置周围扩散成一个黑点。从病毒斑的数目,参考原本稀释的倍数,即可反推原本样本中病毒的数目。

图片泉源:研之有物(资料泉源│林宜玲) 

林宜玲团队以病毒斑检测法,协助中研院吴汉忠特聘研究员筛选有用抑制新冠病毒的治疗性单株抗体。

每一行代表一种抗体的测试组,研究员在每个装满细胞的培育皿中,划分放入新冠病毒与稀释后的抗体(上方横轴为抗体浓度,越往右浓度越低),白点代表加入抗体后仍受到熏染的细胞。从白点数目可知,第一种抗体中和新冠病毒的能力最好,细胞受到熏染的时机最小。 图片泉源:林宜玲

此外,P3 实验室也协助抗体、抗原检测试剂的多项开发。去年头,中研院基因体研究中央杨安绥团队,19 日内乐成制备出适合检测病毒抗原的单株抗体,也有赖林宜玲 P3 实验室提供「真.病毒熏染细胞」的萃取物举行测试。

本图为杨安绥团队开发的新冠病毒抗原磨练试剂原型,林宜玲团队提供受到新冠病毒熏染的细胞萃取物举行测试,并提供通俗伤风病毒熏染的细胞萃取物作为控制组,以资对照。 图片泉源:林宜玲

不外,林宜玲主责的 P3 实验室只能举行细胞实验,但药物能够在细胞抑制病毒生长,不代表能够在活跳跳的动物、甚至人体施展功效。因此 P3 有两种,动物实验也必须有响应的 P3 实验室。

动物版 P3 实验室

镜头转向中研院基因体研究中央的 P3 实验室,内里景物大差异,一笼笼叽叽喳喳的小鼠身负抗疫重责大任。

但有老鼠远远不够,由于正常的小鼠不会熏染新冠病毒。若是老鼠不生病,怎么测试药物的有用性?以是研究员通常会以基因转殖的方式,改变老鼠的基因,显示要害结构或卵白质,例如:使老鼠的细胞上显示新冠病毒的要害受体──ACE2。

但基因转殖鼠需要好几个月的制备,还纷歧定乐成,面临瞬息万变的疫情,显然缓不救急。所幸,中研院生物医学科学研究所陶秘华研究员以一个病毒载体,将人体有关 ACE2 的基因送进小鼠体内,乐成使小鼠细胞显示人类的 ACE2,变得可以熏染新冠病毒。这些实验小鼠,已经成为院内评估药物、疫苗的主要工具。

陶秘华研究员以病毒载体,将人体 ACE2 的基因送进小鼠体内,乐成使小鼠细胞显示人类的 ACE2,变得可以熏染新冠病毒,加速了动物攻毒实验的举行。 图片泉源:研之有物

演讲最后,林宜玲感性回首已往历史,事实上,人类每隔一段时期就会履历一次重大瘟疫,新冠肺炎只是其中之一。而每次大瘟疫的竣事都不会是单一的缘故原由,不管是疾病流传知识的增添、公共卫生与医疗保健宣导、新疗法和疫苗的开发等都市有所助益,新冠肺炎的控制也一样,势必会是多重因素作用的效果。

「但疫情一定会已往,而且一定不会像已往这么惨烈,」林宜玲一定的说。住手 2021 年 2 月,已有几支疫苗问世,有用性更到达九成以上,这场全球竞赛的疫苗进度打破史上所有纪录。与病毒共存的漫漫长夜,已露曙光。下一步怎么走?林宜玲语重心长的提醒:「台湾不能能一直封锁国门,未来必须视国际疫情天真改变战略,才气跟上全球苏醒的趋势。」

以下是林宜玲研究员演讲当天的影片精髓:

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网友评论

2条评论
  • 2021-11-29 00:05:42

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    这类型很少见啊