前沿 医学

智能手机配件,快速诊断艾滋病

核酸检测 梅毒抗体 艾滋病抗体 快速检测 ELISA

健康朝九晚五 发表于  2015-02-05 00:03

JacquelineShawn/译)哥伦比亚大学工程学院的生物医学工程副教授塞缪尔•K•西亚(Samuel K. Sia)带领一个研究小组,开发出了一种价格低廉,用于即时检测的智能手机配件,该配件能在15分钟内同时检测手指采血样本中是否含有三种传染病标记物。

实验室的血检设备包括机械、光学、电子等系统,这个设备首次实现了上述系统的全部功能。特别的是,该设备无需储能就能进行酶联免疫吸附检测(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA),检测所需的电能可以完全由智能手机提供。它能够进行HIV抗体、梅毒螺旋体特异性抗体和梅毒螺旋体非特异性抗体三联免疫分析,而目前尚无任何单一化验项目能包括这三个指标。

用智能手机配件对扎手指采血的全血样本进行即时HIV和梅毒检测,全程仅需15分钟。图片来源:Samiksha Nayak, Columbia Engineering

西亚开发的这种创新配件(或者叫外接设备)是一种能够轻松连接到智能手机或电脑上的小型设备。最近,卢旺达的医护人员正在试用该配件,对预防母婴传播诊所和自愿咨询检验中心96位病人的手指采血血样进行检测。这一成果发表在2月4日的《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上。

“我们的工作成果证明,在智能手机配件上面,人们就能完成整套实验室水准的免疫分析。”西亚说:“我们把微流体技术与消费电子产品的最新技术结合起来,让任何拥有智能手机的人都有条件进行实验室诊断检验。这种技术可能会改变全世界医疗服务的提供方式。”

西亚的团队希望在之前工作的基础上,研发用于快速即时诊断HIV、梅毒以及其他性传播疾病的小型诊断硬件设备。“大家都清楚,如果孕妇能在早期得到诊断和治疗,会大大降低性传播疾病对母亲和孩子的不利影响。”西亚强调。团队开发的这个外接设备又小又轻,一只手就可以拿住,用预填充了反应试剂的一次性检测盒进行化验分析,检测盒上有不同疾病的检测结果显示区域,很像ELISA分析的工具。西亚估计,这个外接设备的制造成本约为34美元,远低于标准ELISA设备18450美元的成本。

该团队在这个外接设备上使用了两个重要的创新设计,使设备能耗显著降低,这样它才能在没有24小时供电的地方正常工作。他们用按压真空泵代替了功耗较大的电动泵,使用者能够用机械按压的方法制造一个负压室,从而推动预装在检测盒中的各种反应试剂流动。这种装置持久耐用,使用者也不需要什么训练,装置无需后期维护或者额外制造其他部件。第二个创新设计是,他们没有在里面装电池,而是利用耳机插口充电和传输数据。而且,由于所有智能手机都配有标准耳机插口,因此,它能够在任何一部兼容智能设备(包括苹果手机和安卓手机)上即插即用。

在卢旺达实地使用时,医护人员先用手机应用进行30分钟的训练,手机应用界面方便使用,可以全程为使用者提供帮助,其中含有每个步骤的图片指示说明,并内置了计时器,用于提醒使用者进行下一步操作,并能记录下检测结果以备后用。绝大多数(97%)病人表示,他们会推荐别人使用这个配件,因为从检测到获得结果的时间很短,一次能够检测多种疾病,而且检测过程简单易行。

“我们开发的配件能够为从医务人员到患者的多种不同用户群体提供新功能。”西亚说:“如果检测梅毒感染的能力得到了提高,也许人类能够将这种疾病的死亡人数降低到原来的十分之一。外接设备的灵敏度很高,而假阳性率很低,因而适合用于大规模筛查,或许,我们能够在对社区内的居民进行HIV普查并迅速让患者接受抗逆转录治疗,这几乎可能停止艾滋病的传播并消灭这种毁灭性的疾病。”

“要在发展中国家市场上推出这个产品还需要做些工作,我们都很兴奋。”他说:“我们还会慢慢发现这种技术将使美国的病人和消费者在哪些方面受益,我们也因此激动不已。”(编辑:粉条er)

文章题图:eurekalert.org

编译来源

eurekalert.org,Smartphone, finger prick, 15 minutes, diagnosis -- done!

热门评论

  • 2015-02-05 09:36 一匹马

    最主动使用这个的人是谁,我猜是小姐和嫖客。相对于嫖资,这个设备的成本很低很低,但是可以规避很大的风险(性病艾滋)。所以这个设备的第一批用户必定是这些人。如果这个设备能够投入市场的话,我想很快就会成为性工作者和寻欢者的标配。我都是瞎猜的。

    [20] 评论
  • 2015-02-08 10:32 sunfield

    外接设备的灵敏度很高,而假阳性率很低

    And for large-scale screening where the dongle’s high sensitivity with few false negatives is critical【这里明明是假阴性】


    这一成果发表在2月4日的《科学转化医学》(Science Translational Medicine)

    【Translational Medicine是Science的子刊,当中不加任何分隔符号么?】


    我们把微流体技术与消费电子产品的最新技术结合起来

    Coupling microfluidics with recent advances in consumer electronics can make certain lab-based diagnostics【recent advances in consumer electronics不像是“消费电子产品的最新技术”吧?更像是“消费电子产品在近期的增长趋势”】


    这样它才能在没有24小时供电的地方正常工作。

    a must in places that do not always have electricity 24/7.【24/7是一天24小时,一星期7天的缩写,常常是指全年无间断。这里不是说没有24小时持续供电,更像是指没有一个长期稳定的电源】


    “我们还会慢慢发现这种技术将使美国的病人和消费者在哪些方面受益,我们也因此激动不已。”

    “And we are equally excited about exploring how this technology can benefit patients and consumers back home.”【原文哪里有“慢慢发现”?】


    最后,这个装置的卖点明明是同时检测多种传染病,为啥到了标题里就只成了“快速诊断艾滋病”了呢?

    [6] 评论

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全部评论(40)
  • 1楼
    2015-02-05 08:24 北海牧羊

    手机作为计算中心,接驳各种智能设备,好未来感的方向!

    想象一下,你出差不在家,隔壁老王闲逛到你家院子,顺手把他的iphone10放到你家打气筒旁边,然后打气筒自动给你的车胎充气,到老王设定的胎压,并且语音播报出这个月老王充过气的次数、时间……

    手机还顺便蓝牙连接了割草机,把你家院子的草坪修整了一下……

    [1] 评论
  • 2楼
    2015-02-05 08:41 Cheshire52

    Biopunk?

    来自山寨果壳.wp
    [0] 评论
  • 3楼
    2015-02-05 08:42 歪楼狂魔双料黑客

    民科哭昏在厕所,0经费周末自制果然进度就是慢。

    还好在成本和项目数量上我还是有优势的。压力山大……

    如果我要做这个项目看来还是得独立出来做,不然迟早要被拖死。

    [2] 评论
  • 4楼
    2015-02-05 08:42 歪楼狂魔双料黑客
    引用@歪楼狂魔双料黑客 的话:民科哭昏在厕所,0经费周末自制果然进度就是慢。还好在成本和项目数量上我还是有优势的。压力山大……如果我要做这个项目看来还是得独立出来做,不然迟早要被拖死。

    干脆我直接抛弃免疫方法直接测基因好了,光拼成本意义不大。

    [1] 评论
  • 5楼
    2015-02-05 09:36 一匹马

    最主动使用这个的人是谁,我猜是小姐和嫖客。相对于嫖资,这个设备的成本很低很低,但是可以规避很大的风险(性病艾滋)。所以这个设备的第一批用户必定是这些人。如果这个设备能够投入市场的话,我想很快就会成为性工作者和寻欢者的标配。我都是瞎猜的。

    [20] 评论
  • 6楼
    2015-02-05 09:43 如尘_50387
    引用@一匹马 的话:最主动使用这个的人是谁,我猜是小姐和嫖客。相对于嫖资,这个设备的成本很低很低,但是可以规避很大的风险(性病艾滋)。所以这个设备的第一批用户必定是这些人。如果这个设备能够投入市场的话,我想很快就会成为性...

    和我想的一样~~每次约炮有神器在手就再也不用担心了23333333333

    [0] 评论
  • 7楼
    2015-02-05 10:01 jhcwevil
    引用@一匹马 的话:最主动使用这个的人是谁,我猜是小姐和嫖客。相对于嫖资,这个设备的成本很低很低,但是可以规避很大的风险(性病艾滋)。所以这个设备的第一批用户必定是这些人。如果这个设备能够投入市场的话,我想很快就会成为性...

    我也是这么觉得,但这对阻断HIV传播非常有意义

    高危人群传染率降低对控制疾病的意义更大

    [1] 评论
  • 8楼
    2015-02-05 10:09 北海牧羊
    引用@一匹马 的话:最主动使用这个的人是谁,我猜是小姐和嫖客。相对于嫖资,这个设备的成本很低很低,但是可以规避很大的风险(性病艾滋)。所以这个设备的第一批用户必定是这些人。如果这个设备能够投入市场的话,我想很快就会成为性...

    推导过程不完整啊,应该是这样滴滴打---

    无论是性交易中的甲方还是乙方,应该都不会愿意让陌生人拿这么个奇怪东西抽自己的血吧,即使双方都熟知设备的功能用法,也还是会存在一些潜在风险,比如疾病的血液传播,个人血型DNA等血液中带有的大量信息的泄露等等。

    所以,即使市场推广开了,更可能的情况也是,双方拿着自己的设备检测来自证清白。

    那么问题来了,性病患者也有工作和娱乐的权利和需要吧,再说了苍蝇也是肉一分钱也是钱,我大天朝会出现外壳高仿里面加颗电阻的简化版,价格便宜量又足迅速打败真品占领全球市场(咦,市场呢?)

    没关系啦,改改造型,再加个振动功能,只要您连上手机再下载我们的APP,保证您随着我们的节奏高潮迭起

    “你是我的小丫 小苹果……”


    [2] 评论
  • 9楼
    2015-02-05 10:16 毛骡 金属材料学博士

    约炮必备装备啊……

    [1] 评论
  • 10楼
    2015-02-05 11:21 we_cry 空间信息与数字技术专业
    它能够在任何一部兼容智能设备(包括苹果手机和安卓手机)上即插即用。

    Windows Phone: 。。。

    用了进击的浏览器 网页从此没广告
    [1] 评论
  • 11楼
    2015-02-05 11:22 we_cry 空间信息与数字技术专业
    引用@歪楼狂魔双料黑客 的话:民科哭昏在厕所,0经费周末自制果然进度就是慢。

    还好在成本和项目数量上我还是有优势的。压力山大……

    如果我要做这个项目看来还是得独立出来做,不然迟早要被拖死。

    没关系,你把 Windows Phone 驱动做出来 绝对有优势

    用了进击的浏览器 网页从此没广告
    [1] 评论
  • 12楼
    2015-02-05 11:28 理论板

    这个设备需要采血吧,混用设备的话,会不会导致HIV的传播?

    [2] 评论
  • 13楼
    2015-02-05 11:29 we_cry 空间信息与数字技术专业
    引用@理论板 的话:这个设备需要采血吧,混用设备的话,会不会导致HIV的传播?

    采血针是一次性的

    用了进击的浏览器 网页从此没广告
    [0] 评论
  • 14楼
    2015-02-05 11:38 金色葡萄 眼科学博士
    引用@歪楼狂魔双料黑客 的话:民科哭昏在厕所,0经费周末自制果然进度就是慢。还好在成本和项目数量上我还是有优势的。压力山大……如果我要做这个项目看来还是得独立出来做,不然迟早要被拖死。

    我看到题目就直接拉到评论看看你有没有来签到


    [1] 评论
  • 15楼
    2015-02-05 11:50 歪楼狂魔双料黑客
    引用@金色葡萄 的话:我看到题目就直接拉到评论看看你有没有来签到

    进度太慢了,快吐血了。你那边怎样了?

    [0] 评论
  • 16楼
    2015-02-05 11:52 歪楼狂魔双料黑客
    引用@一匹马 的话:最主动使用这个的人是谁,我猜是小姐和嫖客。相对于嫖资,这个设备的成本很低很低,但是可以规避很大的风险(性病艾滋)。所以这个设备的第一批用户必定是这些人。如果这个设备能够投入市场的话,我想很快就会成为性...

    这个方法窗口期长,我还是抓紧开发直接测基因的吧,窗口期短多了。

    [1] 评论
  • 17楼
    2015-02-05 12:10 NashLegend

    下载下来都不敢让别人看见

    来自 SourceWall
    [1] 评论
  • 18楼
    2015-02-05 13:22 exoticknight

    约炮神器

    [0] 评论
  • 19楼
    2015-02-05 13:27 手手不乖
    引用@北海牧羊 的话:推导过程不完整啊,应该是这样滴滴打---无论是性交易中的甲方还是乙方,应该都不会愿意让陌生人拿这么个奇怪东西抽自己的血吧,即使双方都熟知设备的功能用法,也还是会存在一些潜在风险,比如疾病的血液传播,个...

    你OUT了,请看JD

    http://z.jd.com/project/details/4738.html


    [0] 评论
  • 20楼
    2015-02-05 13:54 金色葡萄 眼科学博士
    引用@歪楼狂魔双料黑客 的话:进度太慢了,快吐血了。你那边怎样了?

    我的发明?我的距离是从脑子里的idea到笔在纸上写字,然后再到电脑文本和画示意图,然。后。就。完。了。

    进度只跟我的灵感/拖延症有关

    [0] 评论
  • 21楼
    2015-02-05 14:41 歪楼狂魔双料黑客
    引用@金色葡萄 的话:我的发明?我的距离是从脑子里的idea到笔在纸上写字,然后再到电脑文本和画示意图,然。后。就。完。了。进度只跟我的灵感/拖延症有关

    我要把它们实现,我作为发明人都实现不了,其他人就更难了。靠谱投资人真难找,基本都要求过了CFDA认证才有天使投资,但是我都过了CFDA认证了,还要你那点投资干嘛……

    [0] 评论
  • 22楼
    2015-02-05 14:43 Paradoxian
    引用@一匹马 的话:最主动使用这个的人是谁,我猜是小姐和嫖客。相对于嫖资,这个设备的成本很低很低,但是可以规避很大的风险(性病艾滋)。所以这个设备的第一批用户必定是这些人。如果这个设备能够投入市场的话,我想很快就会成为性...

    我觉得应该在男同中普及开来……(并不是歧视,gay们很可爱的)(只是男同中的传播率确实更高)(因为直肠比阴道更脆弱……而且没有避孕问题时人们容易大意)

    [0] 评论
  • 23楼
    2015-02-05 14:43 PNGSSA

    我觉得这个有点……离谱了。这玩意怎么能算智能手机配件呢?

    如果能连接手机就算智能手机配件,那特斯拉算不算?比亚迪呢?

    [0] 评论
  • 24楼
    2015-02-05 14:48 Paradoxian
    引用@理论板 的话:这个设备需要采血吧,混用设备的话,会不会导致HIV的传播?
    引用@we_cry 的话:采血针是一次性的

    这么说来……我真觉得这是个问题;某些群体连一次性注射器都重复用,这里的采血针还真说不准会用多少次。而且医疗废弃物的丢弃和处理也是个问题_(:з」∠)_

    [1] 评论
  • 25楼
    2015-02-05 15:10 小七Hermione

    关键是,窗口期!窗口期!窗口期!窗口期!窗口期!窗口期!窗口期!


    血液中心检测HIV可能都没那么快


    核酸检验也有11天的窗口期~

    [0] 评论
  • 26楼
    2015-02-05 15:19 守望香格里拉
    引用@歪楼狂魔双料黑客 的话:我要把它们实现,我作为发明人都实现不了,其他人就更难了。靠谱投资人真难找,基本都要求过了CFDA认证才有天使投资,但是我都过了CFDA认证了,还要你那点投资干嘛……

    等着看你的成果。

    [0] 评论
  • 27楼
    2015-02-05 15:48 金色葡萄 眼科学博士
    引用@歪楼狂魔双料黑客 的话:我要把它们实现,我作为发明人都实现不了,其他人就更难了。靠谱投资人真难找,基本都要求过了CFDA认证才有天使投资,但是我都过了CFDA认证了,还要你那点投资干嘛……

    你那里恐怕比较难找,还是得到北京来找投资。讲故事和包装也很重要。

    [0] 评论
  • 28楼
    2015-02-05 15:57 qq11391
    引用@一匹马 的话:最主动使用这个的人是谁,我猜是小姐和嫖客。相对于嫖资,这个设备的成本很低很低,但是可以规避很大的风险(性病艾滋)。所以这个设备的第一批用户必定是这些人。如果这个设备能够投入市场的话,我想很快就会成为性...

    很多还没去过但想去的人终于得到解放了,哈哈(层主要不要,一会儿我多下几单?)

    [0] 评论
  • 29楼
    2015-02-05 16:18 歪楼狂魔双料黑客
    引用@守望香格里拉 的话:等着看你的成果。

    嗯,谢谢一直的关注。

    引用@金色葡萄 的话:你那里恐怕比较难找,还是得到北京来找投资。讲故事和包装也很重要。

    同意,小城市资金人才资源都很成问题。

    [0] 评论
  • 30楼
    2015-02-05 20:42 A1大RIKKA护卫团团长
    引用@北海牧羊 的话:推导过程不完整啊,应该是这样滴滴打---

    无论是性交易中的甲方还是乙方,应该都不会愿意让陌生人拿这么个奇怪东西抽自己的血吧,即使双方都熟知设备的功能用法,也还是会存在一些潜在风险,比如疾病的血液传播...

    扎那么多针孔,不知道的还以为是嗑药的,更害怕,或者是嗑药的以这个混淆

    来自山寨果壳.wp
    [0] 评论

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