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CAST-R 临床单细胞拉曼药敏快检仪

CAST-R™是专门针对临床样品的病原鉴定、药敏性表型测量及耐药基因解析研发的一体化装备,包括临床型(CAST-R™ Mini)、科研型(CAST-R™ Pro)。

基于重水饲喂单细胞拉曼光谱技术,不需分离培养而直接鉴定病原种类,并测量基于代谢活性抑制的药敏性表型组(及其在细胞之间的异质性),大大缩短临床致病菌感染的诊断时间,全流程可在3小时内完成,仅为目前检测时长的1/10。

CAST-R™ Pro 是 CAST-R™ Mini 的升级版,可分选耐药单细胞,并完成低偏好性、高覆盖度、与耐药表型关联的单细胞基因组扩增。

世界上首台基于拉曼光谱的药敏检测仪器,药敏检测时间缩短至十分之一(缩短到3小时),病原鉴定、耐药识别与机制研究“多管齐下”,获国家重大科学仪器研制项目支持。

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产品特性

针对临床应用,CAST-R™ 引入自动化预处理模块,将传统拉曼检测前处理的手动操作时间缩短99%以上,实现高通量样品制备、药物共孵育、样品清洗等流程的自动化。检测通量可达24-48份样品每次,可灵活增减。

基于深度学习算法及配套的临床病原单细胞拉曼光谱参照数据库,可从临床样品中自动采谱、分析,以95%的准确率鉴别20余种临床常见感染菌。

单细胞拉曼光谱有非标记、无损、快速测量细胞代谢表型组、可与单细胞测序对接等优势。基于此,可通过“基于代谢活性的最低抑菌浓度”(MIC-MA 指数),判别病原菌的药敏特性、评价药物抗菌效果。

CAST-R™ Pro 利用 RAGE-Seq 专利技术,分选出耐药单细胞,并大幅降低 MDA 扩增的偏好性。单个大肠杆菌细胞全基因组序列覆盖度可达99%(pL 级微液滴扩增体系),远高于对照(23%;μL 级扩增体系)。

技术参数

检测精度 单个细胞水平(免培养)
适用范围 尿液/血液/痰液/组织液等临床样品
临床样品检测灵敏度 低至10^4 CFU/mL
病原菌快速鉴定准确率 >90%(鉴定时长小于0.5小时)
药敏性检测时长 <3小时
单细胞拉曼分选 >0.5 μm的细菌、古菌和真菌细胞(也适用于人体、动物、植物和藻类细胞)
单细胞拉曼分选模式 液相+微液滴(保持细胞活性、提高单细胞测序覆盖度与质量、保证单细胞培养成功率)
细胞分选和液滴包裹速度 1-2个/分
全基因组扩增 无污染、无偏好性、高覆盖度
数据特征 单细胞精度的病原种类、药敏性表型(基于代谢活性)、 耐药基因系列、耐药基因序列、全耐药基因突变图谱、全基因组,以及细胞形态、大小与折光率等

应用案例

针对血流感染、泌尿系统、呼吸道感染等临床检验

基于CAST-R已建立了“微生物药敏单细胞技术临床示范网络”,涵盖了10家综合性医院,开展了较为全面、系统的临床验证工作。该仪器的病原体拉曼数据库已包含30余种常见病原菌、超过25万个单细胞拉曼光谱,并已获得包括尿液样品、血流感染样品、结核分枝杆菌、幽门螺旋杆菌在内的一百余个临床样本的分析结果。

针对肿瘤药敏快检

基于CAST-R™的肿瘤单细胞药敏检测新技术(D2O-CANST-R),特异性地基于“代谢抑制”检测肿瘤药敏性,可在单个细胞器的分辨精度揭示药物作用机制,服务于抗癌药物的机制研究和筛选,以及新药研发。

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媒体报道

• 中国科学院:青岛能源所发布首台“临床单细胞拉曼耐药性快检仪”样机 • 新浪新闻中心:青岛能源所发布首台“临床单细胞拉曼耐药性快检仪”样机 • 分析测试百科网:青岛能源所发布首台“临床单细胞拉曼耐药性快检仪”样机 • 光明地方:国际首台“临床单细胞拉曼耐药性快检仪”样机在青岛发布 • 阿仪网:“临床单细胞拉曼耐药性快检仪”研发成功 全流程可在3个小时内完成 • 半岛网:细胞"喝点水"就能检测耐药性 青岛能源所自主研发快检仪 • Chinese Academy of Sciences: Chinese scientists develop novel instrument for rapid profiling of antimicrobial resistance • EurekAlert!: Chinese scientists develop novel instrument for rapid profiling of antimicrobial resistance • Bioengineer: Chinese scientists develop novel instrument for rapid profiling of antimicrobial resistance • China Daily: Invention helps to set proper doses of antibiotics • CGTN: Taming the deadly superbug • CGTN: Combatting Superbugs: Cutting-edge technology helping to reduce antibiotic use

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