一个多通道光同热放大装置,集成医疗物联网,通过深度学习快速检测病原体
Xudong Sun1,2, Yongjie Shan1,2, Minghong Jian1
1State Key Laboratory of Electroanalytical Chemistry, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Changchun, 130022, P. R. China.
Analytical chemistry
|September 21, 2023
概括
本研究介绍了一种新的异热光放大装置,用于在公共卫生危机期间快速检测病原体. 该设备提供多通道检测,IoMT集成和人工智能驱动的分析,用于准确和快速识别像金黄色葡萄球菌这样的细菌.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 传染病诊断 传染病诊断 传染病诊断
- 照顾点检测检测 照顾点检测
背景情况:
- 同热放大技术已经彻底改变了临床检测 (POCT),使得便携式诊断成为可能.
- 现有的便携式设备可能缺乏对紧急公共卫生紧急情况和病原体爆发至关重要的功能.
- 需要先进的诊断工具,既可携带,又高度功能,以快速响应.
研究的目的:
- 制造一个高效的异热光放大装置,用于在公共卫生危机期间快速检测病原体.
- 开发一种具有多通道能力,IoMT集成和基于AI的分析来提高诊断性能的设备.
- 验证该设备在同时检测特定细菌病原体方面的有效性.
主要方法:
- 一个多通道异热光放大装置的制造.
- 与医疗物联网 (IoMT) 集成,用于远程操作和数据管理.
- 实施基于深度学习的系统,用于快速批处理和病原体歧视.
- 使用多重复合重组酶聚合酶放大 (RPA) 和CRISPR/Cas12a测试来检测病原体.
主要成果:
- 该设备实现了同时检测金黄色葡萄球菌 (SA) 和耐甲基金黄色葡萄球菌 (MRSA).
- 检测极限 (LODs) 确定为SA的18CFU/mL和MRSA的20CFU/mL.
- 在35分钟内实现了精确的病原体歧视.
- 深度学习系统快速处理数据 (9.4毫秒),准确度很高.
结论:
- 开发的设备为在公共卫生紧急情况下快速检测病原体提供了有效的解决方案.
- 结合IoMT集成和基于人工智能的分析,增强了及时应对疫情的诊断能力.
- 该设备在检测临床相关的细菌病原体方面表现出高灵敏度和特异性.
