哈佛醫學院研發出可以檢測各種病毒感染的智能手機系統！
發布時間：
2020-12-25 09:00
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今年，新冠流行席卷全球，科學家們一直在尋找減緩下一個流行病傳播的方法。最近有研究人員開發出一種智能手機系統，非醫療人員也可以使用該系統測試各種病毒感染。
??來自美國哈佛醫學院的研究人員開發出一種基于智能手機的新型病毒感染診斷技術，該技術使用深度學習算法來鑒定金屬納米顆粒標記的樣本中的病毒，無需熟練的實驗室工作人員和昂貴的設備，就能快速檢測病毒。
??相關研究結果于12月16日發表在《Science Advances》期刊上，題目為：“Virus detection using nanoparticles and deep neural network–enabled smartphone system”。
??利用這種診斷技術，這些作者在134份患者樣本中正確識別了臨床相關濃度的寨卡病毒、乙型肝炎病毒（HBV）和丙型肝炎病毒（HCV），靈敏度為98.97%。
??手機用戶在全球范圍內不斷增加，包括撒哈拉以南非洲地區受感染疫情嚴重影響的人群。鑒于廣泛使用的手機也擁有強大的新計算能力和內置的傳感器，科學家們認為手機是一種很有前途的工具，可以幫助管理全世界的傳染病。
智能手機用于病毒檢測的三維示意圖 來源：《Science Advances》
??為了利用智能手機的病毒檢測潛力，這些作者開發了一種流程：樣本被加載到微芯片上，并用鉑納米探針標記，之后在微芯片上加入過氧化氫溶液，與鉑納米探針復合物反應并形成氣泡。這種氣泡信號是用智能手機系統檢測到的，該智能手機系統帶有一種經過訓練的深度學習算法，可對氣泡進行成像和分析，以確定樣本的病毒含量，而且無需使用任何光學硬件智能手機附件。
??整個過程大約需要50分鐘。到目前為止，研究人員已經告訴他們的系統只能識別三種病毒，寨卡病毒以及乙型和丙型肝炎。但是測試表明，該系統的準確性為99％。他們指出，與其他解決方案相比，他們的系統更具便攜性和成本效益。
??這些作者使用22份摻有HBV的血清樣本、60份摻有寨卡病毒的血液樣本、27份受到HCV感染的患者血漿或血清樣本和25份受到寨卡病毒感染的患者血清樣本來測試這種納米顆粒支持的智能手機系統。
??每份病毒樣本都使用這種經過改良的微芯片進行測試，以檢測一種特定的靶病毒。后續分析表明，該系統能準確鑒定出所有HCV感染樣本，另外，在摻有寨卡病毒的樣本中出現1例假陽性和1例假陰性，在摻有HBV的樣本中出現2例假陽性。
??這些作者總結說，該病毒檢測系統可用于檢測多種感染，并可適用于多種不同的智能手機型號。
??研究人員建議，如果需要的話，可以快速訓練他們的系統識別新病毒，并且催化微芯片設備可以在將來發送到熱點地區。研究人員認為，這種技術如果被廣泛使用，可能有助于阻止未來流行病的發生。
??研究人員還指出，該系統可在缺乏測試實驗室的易感染區域（例如第三世界國家）立即使用。
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