深度学习辅助的zwitterionic磁性免疫染色学试验用于生物标志物的多重诊断
Guan Liu1, Junhao Wang1, Jiulin Wang1
1Institute of Nano Biomedicine and Engineering, School of Sensing Science and Engineering, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, 800 Dongchuan RD, Shanghai, 200240, PR China.
Talanta
|March 8, 2024
概括
这项研究引入了基于磁纳米粒子 (MNP) 的新型免疫染色测试 (ICTs),用于快速,同时检测SARS-CoV-2和流感A/B生物标志物. 先进的MNP@Si-Zwit/COOH探针为多重诊断提供高灵敏度和精度.
科学领域:
- 纳米技术纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 传统的免疫染色学测试 (ICTs) 在稳定性和多重生物标志物检测方面存在局限性.
- 与新兴的纳米粒子技术相比,金纳米粒子 (AuNPs) 和基于光的方法存在缺点.
- 准确和快速诊断呼吸道病毒,如SARS-CoV-2和流感是至关重要的.
研究的目的:
- 开发和评估采用基涂层的磁性纳米粒子 (MNPs) 来增强防和多重生物标志物检测.
- 创建一种基于MNP的新型ICT,能够同时识别SARS-CoV-2核体 (N) 蛋白和流感A/B.
- 整合计算机视觉和深度学习,以改进图像处理和免疫测试结果的准确分类.
主要方法:
- 合成带有碳酸功能化的双基覆盖MNP (MNP@Si-Zwit/COOH).
- 在ICT中使用MNP@Si-Zwit/COOH探针同时检测SARS-CoV-2和流感A/BN蛋白质.
- 采用磁性测试阅读器 (MAR) 进行敏感检测和计算机视觉,用于图像分析进行深度学习.
主要成果:
- MNP@Si-Zwit 10/COOH探测器显示出出色的防性能,广泛的线性动态范围,以及高的信号与噪声比.
- 在12分钟内达到快速相对检测极限 (LOD):SARS-CoV-2的0.0062 ng/mL,流感A的0.0051 ng/mL,流感B的0.0147 ng/mL.
- 基于深度学习的图像处理导致了高分类精度 (0.9672-0.9936) 在不同度的三个病毒蛋白之间进行区分.
结论:
- 与传统方法相比,开发的基于MNP的ICT提供了卓越的稳定性和多重化能力.
- 这种创新的诊断平台提供了一种灵敏,快速和准确的方法,用于同时检测关键的呼吸道病毒生物标志物.
- 该技术显示出在临床环境和自我诊断场景中应用的巨大潜力.
