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不知不觉中,智能手机已经成为生物医学领域的下一个应用平台

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-02-21  浏览次数:1
核心提示:以往我们或许会认为手机对于生物医学研究并无多大联系,但随着智能手机的普及和移动互联网的快速发展,科研人员的工作方式也发生
 以往我们或许会认为手机对于生物医学研究并无多大联系,但随着智能手机的普及和移动互联网的快速发展,科研人员的工作方式也发生了明显的变化,近年来借助智能手机等移动端设备,他们已经获得了多项相关的研究成果。

细菌的耐药性检测

耐药细菌的生存能力极强,对抗生素的抵抗能力很高,由于不少偏远地区缺乏专业的设备和技术人员检测细菌的药物敏感性,导致像肺炎、败血症等高致死率疾病频频发生。为此一个来自 UCLA 的团队开发了一种低成本的简易手机附件,能够自动检测细菌的耐药性。

据悉,该附件将手机与 96 孔板连接在一起,通过 LED 灯照亮样品,再借助手机摄像头扫描检测样品在不同浓度的抗生素药物下造成的透光率的改变,最后将照片发送到远程服务器进行抗生素敏感性检测,大约 1 分钟后检测结果将回传至手机中。

根据 UCLA Herry Samueli 工程和应用工程学院电气工程及生物工程系教授 Aydogan Ozcan 透露,这种新型检测方式能够在广泛的区域内进行实验室级别的检验,因此极其适用于那些医疗资源匮乏的地区。

便携式手机实验室

针对癌症的检测曾是一项十分复杂的工作,为了能够快速得到检测结果,美国华盛顿州立大学的 Lei Li 以及他的研究团队开发出了一种低成本的便携手机实验室,据说能够同时分析多种样品来准确捕获一种癌症生物标志物,并给出实验室检测结果。

该实验室主要由智能手机以及一种能够检测人白细胞介素-6 的八通道智能手机光谱仪组成。相比一般的手机光谱仪,Li 团队开发出的这种多通道光谱仪利用一种常见的被称作酶联免疫吸附测定(ELISA)的比色测试方法一次能够检测高达 8 种不同的样品,其中 ELISA 将抗体和颜色变化鉴定为疾病标志物。

Li 表示:该设备能够让 8 种不同的样品进行同样的测试,或者将一种样品放到 8 个不同的孔中进行 8 种不同的测试,大幅度提高产品检测的效率,且准确率高达 99%。

手机显微镜检测皮肤癌

全球大约每年都会出现 200 万以上的皮肤癌患者,为了帮助部分缺乏高性能显微镜的偏远地区完成对皮肤样品的癌变检测,来自德克萨斯大学休斯顿健康科学中心的研究人员基于手机研制出了一种简易显微镜。

该手机显微镜主要由智能手机以及 3mm 的球透镜组成,研究人员利用该设备对 1021 份样本载玻片进行了分析,结果显示,这种智能手机显微镜对基底细胞癌的检出率高达 95.6%,对鳞状细胞癌的检出高达 89%。

综合来看,目前该设备主要适用于对非黑色素瘤皮肤癌患者进行检测,准确率高达 90%,而针对黑色素瘤皮肤癌患者的准确率只有 60%,还需要更深入的研究来增强智能手机的检测率。但无论如何,移动端设备在皮肤癌领域已展现出了极强的潜力,未来或许还能作用于更多其他的疾病检测。

手机定量检测核酸分子

检测疾病分子标记物的方法十分复杂且成本高昂,往往需要在实验室中进行,大大降低了诊断效率。美国加州理工学院化学与化学工程系 Rustem Ismagilov 教授及其团队正在开发一种现场即时检测的诊断技术,能够借助手机摄像头完成定量检测。

该技术使用了一种被称为 SlipChip 的微流体技术平台,研究者将特殊的化学指示剂放入到 SlipChip 设备的微孔中,经过等温扩增反应后,依据发生的是阳性反应还是阴性反应,微孔会相应地改变颜色。例如用来对样品中的 HCV RNA 分子进行计数,那么含有这种 RNA 分子的微孔因该分子在反应期间会被扩增而变成蓝色,而不含这种 RNA 分子的微孔将保持紫色。

随后用户只需要利用手机拍下整个反应结果,再根据某种比率测量方式进行加工,就能将手机摄像头检测到的颜色转化为一种明确的阳性和阴性读出值。

 
 
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