戴着手套的手将小瓶放在封闭的实验室罩中。

比分直播 流行病工具箱:COVID-19 扳手改造研究实验室

足球比赛结果将实验室改造成临床测试设施,以帮助校园 和当地社区监测 COVID-19 疫情。

当导致 COVID-19 的病毒 SARS-CoV-2 开始在美国传播时 2020 年春季,足球比赛结果开始在上半岛和全球范围内开展工作。

世界卫生组织 (WHO) 宣布新冠肺炎 (COVID-19) 为大流行病几周后, 北方邦的 COVID-19 检测有限。并非每个人都可以参加测试,而那些 可以将样本送到州内实验室。结果常常被延迟,无论是 通过旅行时间或测试积压。

快进一年。足球比赛结果的 COVID-19 检测实验室进行了超过 30,000 次检测 2020 年 4 月至 2021 年 2 月期间进行测试。大学的测试计划已 被公认为全国最全面的之一。通过个人和 团体贡献,我们的学生和工作人员加入了全球范围内制止的努力 SARS-CoV-2 病毒的传播。 

“帮助密歇根理工学院创建新冠病毒检测实验室是最有意义的事情 我在职业生涯中取得的成就。这也是最难的。我们有太多事情要做 学习从头开始运营受监管的医学实验室。我们花了三周时间从 构想打开我们的大门,我们只是不断推动,即使我们遇到了障碍, 从采购到技术问题。”Caryn Heldt,健康研究所所长、化学工程教授, COVID-19 测试实验室的首席教员

研究使之成为可能。我们的研究将持续到 2021 年,植根于独创性, 科学专业知识以及我们杰出研究人员的跨学科努力。

作为卡琳·赫尔特,导演健康研究所和教授化学工程,说道:“每个人都积极提供帮助。我们会要求 IT 或设施提供帮助, 这几乎是立刻发生的。该实验室对我们的社区和社会产生的影响 大学是伟大的。当哈士奇专心做某事时,我们不能 被阻止!”

“除了提供快速、灵敏的测试之外,这对于管理 新冠病毒的传播,测试实验室代表了人们可以做的令人惊奇的事情 当他们一起工作时。有想法、知识和经验的人,从字面上看 来自世界各地的人们齐聚一堂,努力为我们的社区带来改变。”David Dixon,生物实验室运营总监

新冠肺炎 (COVID-19) 检测实验室

去年春天,足球比赛结果与当地医院合作,开始接收和检测 校园内的患者样本可节省医生和医疗保健提供者的等待时间 获取 COVID-19 检测结果——在大流行开始时,通常需要花费 两周。

创建密歇根理工学院 COVID-19 检测实验室的研究人员包括一名医学博士 医生、病毒学家、大学医学检验科学临床实习 协调员和专门从事疫苗开发的化学工程师 植物和野生动物遗传学家、微生物学家和生物医学工程师。 

“该地区的许多临床实验室正在将样本发送到参考实验室以跟上 与测试需要。通常需要一周的时间才能将测试结果返回给患者。 通过足球比赛结果的测试实验室,我们可以在三天内提供测试结果。 更快的结果周转时间有助于减少 COVID-19 的传播,从而帮助节省 生活,让每个人都更接近正常的生活活动。”Brooke Goulette,COVID-19 检测实验室主管

开业后,实验室能够在两台机器上每小时运行 40 个样品。 当学生 8 月份返回时,实验室可以处理大约 150 个单独的样本 每天,或每天 500 个合并样本,98% 的结果返回 36小时。 2021 年初,感谢 Portage Health 基金会的捐赠, 该实验室添加了设备和软件,使其处理量几乎增加了一倍 测试时间减半,人员更少。 

礼物包括 KingFisher Flex System RNA 提取器,可将检测能力提高一倍, Orchard(一种实验室信息系统软件),用于简化报告 实验室和上五大湖家庭健康中心之间的测试结果。

一个穿着全套防护装备的人在实验室罩中使用移液器。
RNA 提取是检测样本是否有 COVID-19 的第一部分。

确认 COVID-19 病例的测试分为两部分,依赖于寻找基因 SARS-CoV-2 在皮肤细胞、粘液和微生物中的指纹 鼻咽拭子。 

首先,需要从样本中提取遗传密码;这就是所谓的RNA 提取。然后,使用热循环仪将提取的样品运行 聚合酶链反应 (PCR),被认为是 COVID-19 检测的黄金标准。 PCR机器放大遗传密码,使发现冠状病毒变得更容易 RNA 指纹。 PCR 机使用特定的化学品或试剂产生 阳性或阴性结果,取决于病毒 RNA 是否存在以及如何存在 存在很多。

随着在校园内建立测试实验室,足球比赛结果创建了一个学生综合测试策略。当学生于 2020 年 8 月和 2021 年 1 月再次返回校园时,他们 他们被要求在抵达后完成基线 COVID-19 测试。大学 还正在进行持续的监测测试,其中一定比例的 对学生人数(每周约 600 名学生)进行测试以了解情况 COVID-19 感染是增加还是减少。

在基线和监测测试期间,足球比赛结果的学生样本被汇总 五人一组。该大学的 COVID-19 实验室从每个实验室中抽取一部分 五个学生样本,将它们组合起来创建一个池,并在 池。如果池测试呈阳性,则对五个样本再次进行单独测试。

接触者追踪

为了帮助遏制新冠肺炎 (COVID-19) 在校园和当地社区的传播, 足球比赛结果招募并培训了一支学生志愿者团队,帮助 西上半岛卫生局 (WUPHD) 在以下地区开展接触者追踪 我们的校园社区。该团队由领导凯利·卡姆,助理教授运动机能学和综合生理学和大学的流行病学家。

“我们没有大学医疗系统、医学院或公共卫生学院。 然而,我们的学生勇敢地面对挑战,自愿接受接触培训 追踪以帮助遏制 COVID-19 在我们校园社区的传播。我们有一个 自九月份以来一直在工作的大约十几名学生接触追踪人员, 其中许多人甚至在学校放假期间工作。因为他们的努力,我们才能够 提供有关我们社区和大学特定资源的信息 被隔离的个人。我们还能够快速通知当地卫生部门 如果这些人中的任何一个出现症状并成为病例,那么情况就会发生变化 他们可以安全地与其他人在一起。”Kelly Kamm,大学流行病学家兼运动机能学和综合学助理教授 生理学

当有人的 COVID-19 检测结果呈阳性时,WUPHD 会致电并采访他们。健康状况 部门官员询问了在此期间可能出现过阳性病例的任何人 确定需要隔离的密切接触者的传染期。密歇根州 技术接触追踪人员都是有偿的,他们的工作是通知这些密切接触者 需要隔离并帮助隔离者与大学和社区建立联系 他们可能需要的资源。 

废水检测

校园废水监测是足球比赛结果战略的重要组成部分 抗击新冠肺炎 (COVID-19)。人们一般都会开始在出现症状之前将病毒从粪便中排出,研究表明废水中的 SARS-CoV-2 水平可预测 有症状的感染了 COVID-19 的个体。

“我们在人们出现症状之前收到信号。多项研究均在美国进行 和世界其他地方,已经表明[研究人员]能够预测疫情爆发 根据废水中的信号识别病毒。它提前通知我们。它 可以帮助我们确定需要将资源分配到哪里,例如诊断性 COVID-19 测试或传播有关如何限制疾病传播的信息。”Jennifer Becker,土木与环境工程副教授

每周对校园废水流量的监测揭示了感染数量的趋势, 即使感染者没有症状。如果 SARS-CoV-2 水平升高 大学官员称,某栋住宅楼产生的废水流 可以增加对该建筑物内无症状居民的诊断测试 限制病毒在其接触者之间的传播。 

团队每周测量 3 次个人宿舍流量中的病毒 每周五次定期从多个大厅联合流动。 

一个戴着手套和口罩的人在废水入口附近使用仪器。
与许多病毒不同,引起 COVID-19 疾病的 SARS-CoV-2 并未被消除 在人体胃肠道中。废水测试可以帮助监测疫情的爆发。 

詹妮弗·贝克尔,副教授土木与环境工程,领导足球比赛结果的废水监测工作。贝克尔团队使用的流程 定量废水中的病毒分为三个主要步骤:浓缩病毒RNA, 从废水中提取病毒RNA,然后定量病毒RNA的量 使用一种称为逆转录定量聚合酶的技术在样品中进行检测 链式反应(RT-qPCR)。 

在 RT-qPCR 中,样本中的病毒 RNA 被转化为 DNA,并用 荧光染料。然后荧光 DNA 重复循环复制,直到 qPCR 仪器可以可靠地检测荧光。测量金额 废水中病毒的数量,产生可测量信号所需的循环数 可用于估计病毒 RNA 的丰度(该过程重复进行 含有已知浓度病毒RNA的溶液)。量化金额 病毒 RNA 的检测比人类生物样本的诊断检测更进了一步, 也使用 RT-qPCR,但主要设计用于确定样品是否是 病毒呈阳性或阴性。

2020 年 11 月,密歇根州环境、五大湖和能源部 密歇根州卫生与公众服务部宣布他们授予 向 20 个团队提供 600 万美元的赠款资金和 300 万美元的实验室设备 国家支持为期三个月的试点计划,以评估使用的潜力 基于废水的监测,以评估密歇根州社区的 COVID-19 动态。每个 团队由卫生部门与实验室和市政当局合作组成。 WUPHD 和足球比赛结果之间的合作获得了 352,721 美元,用于量化 SARS-CoV-2 该地区五个县的 18 个城市收集的样本中的含量 密歇根州上半岛西部(巴拉加、戈格比克、霍顿、基威诺和昂托纳贡)。 作为这项工作的一部分,贝克尔将她的实验室重新定位为处理和分析病毒水平 使用获得的滴落式数字 PCR 仪器每周处理大约 70 个样本 通过这一举措。

空气和水

密歇根州和俄亥俄州于 2020 年 3 月中旬发布了就地避难令, COVID-19 大流行开始在美国蔓延。这些州的大多数居民 研究人员,留在家里卡尔·博斯, 迈克·塞耶斯,并且鲍勃·舒克曼想知道活动的减少是否会改变水质的典型驱动因素 在五大湖地区。具体来说,他们质疑:

  • 农业、船舶交通和污水排放的潜在变化是否会影响 影响进入五大湖的沉积物和营养物质的量。
  • 湖泊的热量预算是否会受到碳排放减少的影响 工厂闲置,通勤交通减少。
“每天我都与那些重新定义可能性的人一起工作。我们很多人都在重新装备 来自医学实验室、科学研究、IT、工程和通信的技能 建立和运营一个能够运行数千次测试的校园测试实验室 每个星期。它确实表明您可以做任何您想做的事情。我是如此幸运 每天与如此多元化的团队合作时亲眼目睹这一点 人。”Karl Meingast,COVID-19 测试实验室运营经理

为了回答这些问题,科学家们密歇根理工学院(MTRI) 和 NASA 格伦研究中心正在将 2020 年的数据与基线进行比较 2012 年至 2019 年的数据,以确定选定的水中是否存在可检测到的异常情况 可归因于大流行的质量指标。水质指标 将包括叶绿素a浓度、总悬浮沉积物浓度、 以及光穿透的距离(作为水透明度的指标)。

五大湖的卫星图像显示了植物生产力的绿色和蓝色区域。
通过测量反射回卫星的光和颜色,研究人员 密歇根理工学院 (MTRI) 研究疫情对伊利湖的影响 和休伦湖的萨吉诺湾。图片来源:Karl Bosse,MTRI

他们的分析重点是伊利湖西部盆地和萨吉诺湖湾 休伦湖是受人类活动严重影响的两个五大湖盆地。雷湾湖 由于休伦对人类的影响相对较小,因此将用作控制点。的 研究人员还在研究气溶胶光学厚度和湖面 主要大都市区周围的温度,如俄亥俄州托莱多和密歇根州贝城, 确定人类活动减少是否正在影响大气或水 人口中心周围的温度。他们也在寻找有害的异常情况 伊利湖藻华程度。

初步结果显示一些持续的水质异常,例如叶绿素增加 和萨吉诺湾沉积物的减少,尽管两者之间没有明确的联系 这些异常现象和与 COVID-19 大流行相关的活动。

在整个大流行期间,研究实验室和研究人员已经重新装备并适应 应对新冠肺炎 (COVID-19) 的挑战。从校园测试实验室到卫星 五大湖,从 3D 打印机到废水处理,跨学科团队正在打造一个 当地社区、整个地区和全球网络的差异。

“当 SARS-CoV-2 病毒被认为是一种严重的病原体时,这是一场大流行, 就连我们这个世界的偏远角落也不能幸免,我想参与其中 减少其影响。当我已经参与了埃斯卡纳巴实验室的准备工作时 足球比赛结果的机会给了我。我什至不需要花一秒钟 想法:为学生提供准确测试的能力,以及 社区,也许是整个 UP,将在控制传播方面发挥巨大作用 病毒的。实验室主管 Caryn Heldt、行政人员的专业精神, 特别是大卫·里德(David Reed)和足球比赛结果的专业人员将这从一个高贵的 项目到一个有趣的项目。看着这个小组分析并解决每个问题 的出现让我对足球比赛结果及其员工产生了极大的尊重。我唯一的 遗憾的是我在 UP 生活的早期没有参与足球比赛结果的工作。”博士。卡里·戈特利布 (Cary Gottlieb),OSF-圣路易斯医院的医疗主任圣弗朗西斯医院,密歇根州埃斯卡纳巴

足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学,成立于 1885 年,位于霍顿,拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列,提供超过 185 个本科毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里,提供全年户外探险的机会。