纸质测试多路复用传感生物标记的发展

集中的实验室检测一直是常见疾病诊断的标准工具。然而,实验室测试通常需要昂贵的医疗设备,涉及到复杂的操作协议只能由训练有素的人员在医疗机构完成。这些要求延长测试时间,防止诊断的广泛使用在偏远和资源有限的地区由于缺乏集中的实验室。解决其中的一些限制,即时(POC)传感器开发替代诊断工具使用简单和快速操作,体积小,成本低。

纸质传感器POC最常见的一种测试形式,通常被称为横向流化验(lfa跑车),注入样品的流体流动水平和与特定测试反应区域(“测试线”),生成,例如,一个颜色改变。尽管他们简单和成本效益的优势,现有lfa跑车有一些限制,包括低敏感性和多路复用测试困难疾病的生物标记物。

为了克服这些限制,加州大学洛杉矶分校的研究人员开发了一种新的基于纸张的生物传感器使用荧光复合垂直流试验同时和快速量化三个心脏生物标记从人类血清样本。这种新的多路复用POC传感器的结果发表在《华尔街日报》小。

Aydogan Ozcan,总理的电气和计算机工程教授,加州大学洛杉矶分校的加州纳米系统研究所副主任,领导这项研究的合作与恐龙迪卡洛的加州大学洛杉矶分校生物工程系教授,教授Omai获得加州大学洛杉矶分校临床微生物实验室的主任,博士Hyou-Arm Joung,加州大学洛杉矶分校的高级研究助理和Artem Goncharov,加州大学洛杉矶分校的研究生电子与计算机工程系。

这个新的纸质POC的垂直流设计传感器使多个测试多达100个单独的测试点的地区在一个一次性墨盒。”这种设计本质上允许我们将数万不同POC传感器集成到单个磁带和执行多路并行诊断测试相同的低成本的纸质传感器,”教授Ozcan说。这种强大的POC传感器操作使用一个小液滴的血清和简单的操作步骤,最低限度训练用户可以执行在不到15分钟的每个病人总试验时间。除了多路复用,这种纸质传感器也提出了高灵敏度,实现检测极限比为每个生物标志物~ 0.5 ng / mL -小于半克每毫升的血清的1000000000。

除了纸质垂直流试验,加州大学洛杉矶分校的研究人员还开发了一个基于移动电话便宜的手持式荧光读者和深度learning-assisted信号分析管道自动执行准确量化的三个目标生物标记以用户友好的方式。“与常用的线性标定方法相比,基于我们深入学习分析受益于神经网络的函数逼近能力学习重要的多路复用荧光信号之间的关系从纸质传感器和底层分析物浓度血清,“Goncharov说。”因此,我们已经准确定量测量三个感兴趣的生物标记,尽管在临床血清样本的背景噪音礼物。”

研究人员检测了他们的纸质多路传感器量化三个生物标志物的急性冠脉综合征(ACS),包括肌红蛋白、肌酸kinase-MB(水平)和心肌脂肪酸结合蛋白(FABP)。ACS是一个心血管疾病,需要早期诊断在紧急情况下,这些目标标记释放到血液在发病后的早期症状。发达纸质传感器对人类血清样本进行了测试,所有三个心脏生物标记物的浓度测量显示,一个好的匹配与地面真理获得的测量标准台式实验室测试。其精度、快速操作、易用性和低成本,这深learning-enabled纸质多路传感器形式一个吸引人的POC测试各种应用在偏远和资源匮乏的地区。

这项研究得到了同意精确先进的技术和卫生系统为缺医少药的人群(PATHS-UP)工程研究中心(ERC)。

参考:Goncharov, Joung H, Ghosh R, et al。深度学习必经关口多路复用医疗传感器点优先车道使用基于一个纸荧光垂直流试验。小。4月27日在线发表2023:2300617。doi:10.1002 / smll.202300617

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