从一滴血液中同时检测微量蛋白生物标记物,使用基于智能手机的AI增强数字显微镜
Biswadeep Roy1, Abhisek Maikap2, Soumen Das3
1Department of Mechanical Engineering, Indian Institute of Technology Kharagpur, Kharagpur, 721302, India; School of Medical Science and Technology, Indian Institute of Technology Kharagpur, Kharagpur, 721302, India.
Biosensors & bioelectronics
|February 18, 2025
概括
这项研究介绍了一种新的微流体系统,用于快速,低成本检测神经元特异性内酶 (NSE) 和癌胚抗原 (CEA) 生物标志物. 便携式平台使用人工智能和智能手机显微镜在资源有限的环境中进行早期疾病查.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术 纳米技术
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 低度的蛋白质生物标志物阻碍了早期疾病检测,需要复杂和昂贵的方法.
- 需要可访问的,具有成本效益的诊断工具,用于点的护理应用程序.
研究的目的:
- 开发一个集成的网络物理系统,用于同时检测NSE和CEA.
- 为了实现早期疾病查的快速,准确和低成本的生物标志物量化.
主要方法:
- 一个单一的微流体平台整合了血分离,生物标志物检测和分析.
- 功能化碳点 (CD) 用于基于光的量化 (460nm和580nm的发射).
- 一个便携式,基于智能手机的光显微镜 (1000倍放大) 和人工智能算法用于自动图像分析.
主要成果:
- 同时检测神经元特异性酶 (NSE) 和癌胚抗原 (CEA),具有高特异性和准确性.
- 实现了CEA的0.4 ng/mL和NSE的0.9 ng/mL的检测极限.
- 在10分钟内完成测试工作流程,展示了强大的量子效率和最小的背景干扰.
结论:
- 开发的系统为医疗保健点生物标志物检测提供了一个变革性的解决方案.
- 民主化早期疾病查的潜力,特别是在资源有限的环境中.
- 通过可访问和快速的诊断来显著减少医疗保健负担.
