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3D打印帮助智能手机读懂医学检测结果

酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)是一种敏感性很高的免疫学诊断技术,临床上经常用于检测多种疾病的病原体,例如HIV、西尼罗河病毒(West Nile virus)和B型肝炎病毒等,也能用来识别食品中的潜在过敏原。然而,由于目前的ELISA相关设备昂贵且比较笨重,这种优秀的诊断技术的使用受到了限制。

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为了解决这一问题,美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)纳米技术研究院的Aydogan Ozcan、Dino Di Carlo和Omai Garner等人在《ACS Nano》报道了一种基于智能手机的设备,能够现场读取ELISA的结果数据,其精确度不亚于临床实验室中常见的大型设备。


这种能够连接到智能手机的全新设备可通过3D打印创建,通过发光二极管阵列照亮ELISA板中的每个孔,并能将96个独立的塑料光纤集成。智能手机通过一个专门设计的APP将得到的图像传输给UCLA的服务器,然后通过研究人员开发的机器学习算法(machine-learning algorithm)分析这些图像,诊断结果可以在一分钟时间内返回到智能手机上,并通过该APP可以看到诊断结果。


“拥有这类移动设备相当重要,特别是对那些经常需要去医院或临床实验室做医疗测试的人来说,”Ozcan说,“这个移动平台可以辅助医护人员进行现场高通量的疾病筛选或疫苗接种动态跟踪,即使是在资源最贫乏的环境下也能够进行。”


为了证明该移动平台准确有效,研究人员将其与获FDA批准的仪器进行比较。通过对571例包括腮腺炎、麻疹以及单纯疱疹1型病毒和2型病毒的患者样品进行诊断,结果发现,这种手机移动平台的诊断准确率非常让人满意,腮腺炎为99.6%,麻疹为98.6%,单纯疱疹1型病毒和2型病毒都为99.4%。


“我们的团队专注于开发与移动平台合作的生物医学技术,这些技术能够有助于弱势群体或农村地区的现场检测以及医疗保健,”Berg说。


“我们也在不断创新,并期待能够在这项研究的基础上,将智能手机运用到其它重要的医学检测项目中,”Di Carlo说。


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