超快速基因扩增技术VPCR 

　　相较于生化、免疫等方法，基因检测应用于现场检测的最大痛点是其检测时间较长，通常需要一个小时以上。成都生物所相关项目组将传统PCR经典的三步法（变性、退火、延伸，每个步骤保留时间>10s）以及两步法（变性、退火+延伸，每个步骤保留时间>10s）扩增理论创造性地革新为在高低两个温度点之间不间断地零时停留、往复升降温的新扩增理论，基于该理论的超快速扩增新技术VPCR在扩增时间上缩短了三分之二，即以前需要一个小时的反应现在只需要20分钟。方法学研究表明VPCR这种动态的加热方式不但不会牺牲每次循环的扩增效率，同时在保证与传统PCR相当的灵敏度与准确性的前提下，无论是用非特异性的染料法，还是特异性的探针法（如Taqman），都可以对目标基因进行准确的定量分析，同时我们还在普通PCR仪上创造了8分钟完成PCR扩增的纪录（Theranostics, 2019, 9, 1572）。该方法也申请了专利保护（201810647599.6）。 

　　等温核酸检测设备 

　　相对于需要反复升降温循环的PCR扩增技术，核酸等温扩增技术程序简单、扩增效率高、对仪器依赖程度低，适合用于现场快速检测。但仍存在大量问题亟待解决：技术层面上，存在模板需要预变性、严重的非特异扩增、复杂的反应成分、缺乏序列特异性信号检测方法等诸多问题；应用层面上，等温扩增技术主要通过整合微流控芯片和小型化检测设备来实现现场检测。现有该类设备的低加样体积对于低丰度的核酸样本检测效率低，存在假阴性风险；反应结果需要复杂的分析软件对操作人员具有一定专业要求；基于试纸和微流控芯片的检测方法在稳定性和准确性方面相较于实验室传统的试管内大体系反应还有一定的差距；材料和制造成本很高，在现有国民消费能力的条件下不适合大规模推广。 

　　针对以上等温扩增方法应用于核酸快速检测中存在的问题，成都生物所相关项目组着眼于实验室核酸检测和核酸全自动POCT检测之间的过渡领域，开发了一种全新的等温核酸检测设备，与传统实验室试管反应不同，此设备采用全新的平板加热方式，减小仪器体积的同时增加检测通量并降低耗材成本，解决核酸现场检测成本高的问题；将反应试剂预先冻干到各个平板反应孔中，只需通过简单移液加入待检测样本即可进行反应，解决核酸现场检测操作复杂的问题，使普通非专业人士也能轻松操作；设备通过摄像头自动采集反应信号并利用算法对信号进行分析，输出简单直观的检测报告，解决非专业人士终端结果解读的问题。设备小巧便携性高，功耗低，在无电源情况下能持续工作几小时，能真正用于现场进行检测。 

 通过整合自主研发的基于重组酶的环介导扩增方法与等温核酸检测设备，全面覆盖了DNA、RNA、SNP位点等核酸检测类型，结合自主研发的核酸样本易提液，建立了核酸现场即时检测的通用平台，推动核酸现场即时检测在临床急诊、传染病监测、食品安全等方面的实际应用。此平台也为核酸现场即时检测技术的相关研究提供新的思路与方法。在实践应用方面具有创新性。 

单碱基突变SNP的现场及时检测 

 药物基因组学的核心内容为研究基因序列变异与药效及安全性的关系，为高效、特效药物的研究以及为患者或者特定人群寻找安全有效药物并制定个性化用药方案提供科学和技术支撑。单碱基突变（SNP）是药物基因组学新一代的遗传标记物，同一药物对于不同SNP基因型的人群可能存在特效、低效、无效甚至毒副作用等多种不同效应，因此，寻找药物相关SNP并对其检测，可有效指导用药方案，避免药物的毒副作用，增加治疗成功率。 

 成都生物所相关项目组基于LAMP扩增体系，通过引入简单特异性的loop primer杂交探针，将SNP的识别与对LAMP反应的增强效应联系起来发展了PE-LAMP体系，实现了一步等温可视化SNP分型方法（Theranostics. 2019; 9: 3723）。为了验证该方法对真实样本基因分型的可行性，我们利用PE-LAMP作为可视化报告方法，对不同个体的唾液样本进行了基因分型检测，结果表明：PE-LAMP能够成功用于氯吡格雷个性化用药相关的SNP位点的分型，且分型结果能够通过比色分析的方式呈现。PE-LAMP具有简单、成本低廉的独特优势，非常适合于资源紧缺地区的非集中化医疗，为疾病特别是重大疾病提供个性化用药指导，在提升治疗效果的同时降低医疗成本。目前已经为该方法申请了专利（201910469857.0）。