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近日,哥伦比亚工程学院的生物医学工程副教授Samuel K. Sia发明了一种低成本的智能手机附件式医疗检测装备,它可以快速完成三种传染病的即时检测,操作简单,只需一些指尖血,即可在15分钟内完成检测。这部分工作的结果于本月4号发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)上,是Sia教授在与哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生中心、卢旺达生物医学中心的艾滋病预防与控制研究所和哥伦比亚大学医学中心的疾病和细胞生物学学院、亚特兰大疾控中心以及OPKO诊断公司合作下完成的。
这项设备属于首个具备机械、光学和电子功能的血液检测装备,可完成实验室级别的血液检测。它可以在不需要储存能量的前提下完成酶联免疫吸附试验(ELISA),其所需能量完全可以由智能手机来提供。它以前所未有的方式一个装备可完成三联免疫分析,其中包含的抗体有艾滋病抗体、螺旋体特异和非特异的梅毒抗体,其中后者主要用于活动性梅毒感染检测。
这个设备的创新性在于它是一个很小的电子软件设备,可直接连接在智能手机或电脑上,已在卢旺达医护中心的工人身上进行了测试,共有96个以确认通过母婴方式感染的病人志愿者参与。
Sia表示:“我们的工作展示了实验室级别的免疫分析是可以在智能手机附加设备上运行的,偶联微流体在经过现有改进后即可装备在电子设备上,使得几乎大部分拥有智能手机的人可以随时体验实验室级别的诊断。这个发明将改变健康护理设备在世界上传播的方式!”
Sia的团队想要将他们的工作再推进一步,将这种诊断设备做成一种微型机器,并可用于诸如艾滋病、梅毒以及其他性传播疾病的即时检测。Sia提到,早期诊断可以帮孕妈妈和他们的孩子避免很多不良结果。因此,他们志在将这个设备做的具有以下特点:足够小,最好一只手就能拿住;反应盒使用可随意丢弃的塑料作为原料,并在设备中预添加检测试剂;能拿到类似ELISA那样客观的疾病检测结果。这样的装备,Sia预估其价格在34美元左右,远低于专用ELISA设备运行一次所需的18450美元。
这个团队为降低此设备对电量的需求工作了两个改进:首先是以使用“一次推动造成的真空”来代替其对电池的需求,使用者可以通过激活一个负压室来将检测用的一系列试剂推入反应盒中。这样经久耐用,省掉了维修和耗材的消耗,且操作简单,无需培训即可使用。其次是通过使用耳机插孔来为设备提供电量和传输数据,从而降低此设备对电池的需求。这样做还有一个优点,使这个设备更容易普及,因为智能手机的耳机插孔基本都是标准化的。这样这个设备就可以用“插入”的方式连接到智能手机上,并且不论是苹果手机还是安卓机都可使用。
在卢旺达进行设备测试前,那些志愿者们被培训了30分钟,通过设备中一个用户友好的界面来完成。这个界面可以一步一步地进行指导,每一步都有图文并茂的说明,其中内置的计时器还可以提醒使用者进入下一步,并可以在测试结束后展示测试结果给用户。超过97%的测试者都认为这个设备值得推荐,因为它测试速度快、能为多种疾病检测,并且操作极简便。
Sia补充,“我们进行设备改进是为了扩大适用人群,使得健康护理提供者(护士、医生等)和普通消费者都能使用。因为增加了梅毒检测项目,可能可以降低10倍的死亡率。这个设备具有很高的敏感性,其检测结果的假阴性几率很低,这使得在社区水平进行艾滋病检测成为可能,再配合即时的抗逆转录病毒治疗,它没准能组织艾滋病的传播,甚至帮助消除这种可怕的疾病。”
对此,Sia十分激动,急于将这个产品推至发展中国家的市场,以使得这项科技成果能尽快走入大众家中,帮助福利病人和大众。