6超低成本诊断

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发布日期:2017年5月24日

安娜·麦克唐纳

以改善全球健康为最终目标，近年来一直在推动在全球范围内，包括在资源匮乏的环境中，随时提供诊断服务。虽然稳定性、大小和易用性是重要因素，但真正实现诊断大众化的关键是降低成本。在这里，我们来看看6种有前景的超低成本诊断技术，它们可以帮助将这些工具带到最需要的地方。

1.Paperfuge -一种售价20美分的手动血液离心机

离心机可以在诊断各种疾病方面发挥关键作用，包括疟疾，2015年疟疾导致约42.9万人死亡¹．通过高速旋转样本，血液成分和疟疾寄生虫可以被分离成不同的层。然而，传统的离心机体积庞大，价格昂贵，并且需要电源，这使得它们不适合许多服务不足的地区。

斯坦福大学生物工程师马努·普拉卡什博士受到一种旋转玩具的启发，开发出了Paperfuge。该设备由纸盘和绳子制成，旋转速度可达12.5万转/分钟，可在15分钟内将疟原虫从红细胞中分离出来。

2.折纸显微镜-一种折纸显微镜，价格不到一美元

斯坦福大学生物工程师Manu Prakash博士的另一项发明是折叠镜，它是一种光学显微镜，可以提供2000倍以上的亚微米分辨率。它一开始是一张平板纸(增加了运输的便利性)，只需一系列折叠步骤，只需不到10分钟即可完成。除此之外，该设备体积小、重量轻，非常适合在没有可靠电源的服务不足地区使用，在这些地区传统显微镜是不合适的。

折叠镜的主要目标之一是让世界各地的人们亲身体验科学，帮助鼓励他们对科学和周围世界的兴趣。然而，它在未来疾病诊断中的潜力也得到了实现，人们希望折叠镜可以为此目的进行调整和试验。

3.2美元的便携式寨卡病毒检测

目前基于抗体的寨卡病毒检测方法还不足以区分寨卡病毒和其他黄病毒(如登革热)，而基于pcr的方法非常昂贵、耗时，需要大型设备和熟练的操作人员。由于从繁忙的机场到偏远的社区，各种环境都需要检测，因此需要一种简单、便携和低成本的方法来快速识别受感染患者。bet188真人

佛罗里达大西洋大学的科学家正在开发一种平板电脑大小的设备，它使用唾液样本在15分钟内检测出寨卡病毒，由纸或塑料材料制成，成本仅为2美元。佛罗里达州卫生部的一笔拨款目前正在用于建立原理证明，并希望最终将该测试商业化。

4.用于检测百日咳的纸质生物芯片

尽管百日咳是一种疫苗可预防的疾病，但据估计，全世界有1600万百日咳病例²．百日咳的特征是百日咳，其早期症状与普通感冒相同，但可能会变得非常严重，尤其是对小孩子来说。

为了降低当前检测方法的成本和周转时间，来自德克萨斯大学埃尔帕索分校的研究人员开发了一种基于纸张的3D微流控即时护理生物芯片，该芯片使用鼻拭子样本，在一小时内检测出细菌的存在。该芯片成本仅为几美元，采用等温DNA扩增技术，并显示出高灵敏度和特异性，其结果可与PCR相媲美。

5.一分钱的多功能芯片实验室

为了使诊断大众化，斯坦福大学医学院的研究人员开发了一种成本仅为1美分的芯片实验室。该设备由微流体、电子和喷墨打印技术结合而成，不需要洁净室或训练有素的人员来制作，并且可以根据细胞的固有电学特性分离细胞。无标签过程节省了时间和金钱，并提高了分析的精度。

该芯片的一些应用包括分离稀有细胞、计数细胞和捕获单个细胞。通过将这些功能引入到当前的流式细胞术等技术无法负担或不适合的环境中，可以在全球范围内更容易地诊断一系列疾病。

6.无细胞，基于纸的分子诊断传感器，每次测试0.1 - 1美元

由哈佛大学威斯生物工程研究所的研究人员领导，在先前对埃博拉病毒的研究基础上，开发了一种基于纸的诊断系统，用于寨卡病毒的菌株特异性检测。

RNA扩增后，液滴被注射到纸片上，如果存在寨卡病毒，纸片就会改变颜色。如果检测到寨卡病毒，基于CRISPR-Cas9的步骤可以区分寨卡病毒株。除了每次检测0.10- 1美元的成本外，该系统还可以安全冷冻干燥，并可快速定制以检测其他新出现的疾病。

这些例子只是众多创新技术中的一小部分
开发目的是改善全世界诊断测试的可及性。使用成本低
纸张等材料似乎是帮助降低成本的关键主题
这些诊断方法，以及这种多功能材料的进一步发展
未来的测试范围和能力应该会继续增加。