多伦多大学莱斯利·丹药学院的研究人员与全球各地的合作者携手，验证了一系列低成本、便携式生物技术工具的效果，旨在让资源有限地区更容易开展实验室研究和诊断。
这项研究发表在《科学进展》上，强调了分布式生物制造工具和冻干试剂如何帮助研究人员本地化生产高价值生物材料——从而减少对不稳定的国际供应链的依赖，并让全球更多人受益于生命科学创新。
这项研究由莱斯利·丹药学院副教授基思·帕迪主导，合作方有哥伦比亚波哥大的卡米拉·冈萨雷斯、智利圣地亚哥的费尔南·费德里奇以及巴西累西腓市的林多马尔·佩纳。
帕迪说：“对于中低收入国家的实验室来说，想拿到高质量的耗材和设备一直是个老大难问题。运货又慢又贵，而且东西通常得冷链运输，不然就失效了。我们做这个研究，就是想解决这些问题，搞出些更接地气的工具，让条件差的实验室也能用得上，让科研更公平。”
便携式无细胞生物学的实战
他们搞的是合成生物学和无细胞系统，说白了，就是把生产蛋白质的那套分子机器给提出来，冻干保存。因为试剂是冻干的，所以不用冷藏，直接运、直接存，用的时候加点水就能活过来。
他们还把这些系统跟便宜又灵活的硬件搭在一起，比如博士后穆罕默德·西姆奇搞的那个3D打印手摇离心机。这么一来，不管是在普通实验室，还是在偏远的野外，他们都能造出各种研究用的蛋白质和诊断工具。
利用该平台，研究人员成功生产了用于生命科学研究和治疗应用的生长因子，以及一种经小鼠测试的SARS-CoV-2疫苗候选物，并开发了针对多种临床相关病原体的诊断工具。
“我们的工作表明，在几乎任何地方现场生产高价值生物试剂都是可能的，”Pardee实验室博士后研究员、研究第一作者Severino Jefferson Ribeiro da Silva表示。
“通过这项工作，我们在多种国际环境中验证了我们的工具，同时保持了与商业产品相当的水平。”
在全球不同环境下的测试
这个项目的一个重点就是在加拿大和世界各地不同环境里测试这些系统。达·席尔瓦去了阿尔冈昆高地，测试检测蜱传病原体和结核病的诊断工具，而研究生奎因·马修斯去了育空，在怀特霍斯郊外的山上用便携系统制造和提纯蛋白质。
智利、巴西、哥伦比亚和印度的合作者也测试了这些系统，以确保技术能解决不同地区研究人员遇到的实际问题。这个项目有很多国际合作，比如定期开会、学生交流，还有团队之间的知识分享。
达·席尔瓦说，研究团队亲身体验了合作者经常遇到的物流麻烦，比如海关拖延很久，还有装着关键试剂的货物在运输中损坏了。
“这些经历凸显出，许多研究人员和实验室对脆弱的国际供应链依赖度依然很高。一旦货物运输延误，整个项目就可能停摆，”达席尔瓦说。“这项工作能在需求地直接生产关键蛋白质，从而减少这种依赖。”
增强抗风险能力，推动研究公平
研究人员表示，长期目标是帮助偏远和资源匮乏地区的研究实验室，就近获得高质量诊断工具、研究试剂和生物制造能力，从而更好地应对未来供应链中断，同时提升研究能力，满足当地医疗需求。
“这项工作核心在于提升可及性和科学自主性，”达席尔瓦说。“世界各地的许多实验室拥有开展生命科学和应用科学研究的专业知识和想法，但在获取关键生物试剂和基础材料上却困难重重。分散式生物制造有望减少这些障碍，让全球的研究和诊断更普及。”
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