新加坡國立大學(xué)(NUS)的一個多學(xué)科研究團隊開發(fā)了一種便攜，易于使用的設(shè)備，用于快速準確地篩查疾病。這個名為enVision的多功能技術(shù)平臺(用于視覺識別核酸的酶輔助納米復(fù)合物)可用于檢測各種疾病 - 來自新出現(xiàn)的傳染病(如寨卡病毒和埃博拉病毒)和高流行性感染(如肝炎，登革熱)和瘧疾)對各種類型的癌癥和遺傳性疾病。

enVision需要30分鐘到1小時來檢測疾病的存在，這比現(xiàn)有的感染診斷方法快兩到四倍。此外，每個測試套件的成本低于S-1 - 比進行類似測試的當(dāng)前成本低100倍。

“enVision平臺非常靈敏，準確，快速且成本低。它在室溫下工作，不需要加熱器或特殊泵，使其非常便攜。通過本發(fā)明，可以在以下方面進行測試：例如，在社區(qū)診所或醫(yī)院病房進行護理，以便及時管理疾病監(jiān)測或治療，以達到更好的健康結(jié)果，“全球衛(wèi)生研究與技術(shù)生物醫(yī)學(xué)研究所(BIGHEART)的團隊負責(zé)人助理教授邵惠林說。和新加坡國立大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系。邵教授也是科學(xué)，技術(shù)和研究機構(gòu)(A * STAR)下的分子與細胞生物學(xué)研究所(IMCB)的研究員。

與臨床金標準相比具有更高的靈敏度和特異性

研究小組使用人乳頭瘤病毒(HPV)作為宮頸癌的關(guān)鍵原因，作為驗證enVision性能的臨床模型。與臨床金標準相比，這種新技術(shù)已經(jīng)證明具有更高的靈敏度和特異性。

“enVision不僅能夠準確地檢測同一疾病的不同亞型，還能夠發(fā)現(xiàn)特定疾病的特定亞型內(nèi)的差異，以識別以前無法檢測到的感染，”助理邵教授補充說。

將實驗室?guī)Ыo患者

此外，測試結(jié)果很容易看到 - 如果存在疾病，測定將從無色變?yōu)樽厣?- 并且還可以使用智能手機進一步分析，以定量評估存在的病原體的量。這使得enVision成為個人醫(yī)療保健和遠程醫(yī)療的理想解決方案。

“傳統(tǒng)技術(shù) - 例如依賴聚合酶鏈反應(yīng)來擴增和檢測特定DNA分子的測試 - 需要龐大而昂貴的設(shè)備，以及訓(xùn)練有素的人員來操作這些機器。通過enVision，我們基本上將臨床實驗室?guī)牖颊咝枰M行最少的培訓(xùn)來管理，測試和解釋結(jié)果，因此更多的患者可以獲得有效的，實驗室質(zhì)量的診斷，從而大大提高護理和治療的質(zhì)量，“Nicholas Ho博士說。 NUS BIGHEART和A * STAR的IMCB，以及該研究的共同第一作者。

多功能床邊診斷設(shè)備

在這項研究中，邵教授和她的團隊開發(fā)了專利的DNA分子機器，可以識別不同疾病的遺傳物質(zhì)并執(zhí)行不同的功能。這些分子機器構(gòu)成了enVision平臺的支柱。

該新型平臺采用“即插即用”模塊化設(shè)計，采用微流體技術(shù)減少所需樣品和生化試劑的數(shù)量，并優(yōu)化技術(shù)對視覺讀數(shù)的靈敏度。

“enVision平臺有三個關(guān)鍵步驟 - 目標識別，獨立于目標的信號增強和視覺檢測。它采用一套獨特的分子開關(guān)，由酶-DNA納米結(jié)構(gòu)組成，能夠準確檢測，轉(zhuǎn)化和擴增分子。信息可用于疾病診斷的可見信號，“NUS BIGHEART和A * STAR的IMCB研究員Lim Geok Soon博士解釋說，他是該研究的共同第一作者。

每個測試都裝在一個微小的塑料芯片中，該芯片預(yù)裝有DNA分子機器，用于識別疾病特異性分子。然后將芯片置于共同的信號盒中，該盒包含另一種DNA分子機器，當(dāng)檢測到疾病特異性分子時，該機器負責(zé)產(chǎn)生視覺信號。

可以將相同測試芯片的多個單元 - 用于測試相同疾病的不同患者樣品 - 或者用于檢測不同疾病的一組測試芯片安裝到普通盒上。

“具有獨立于目標的信號增強步驟釋放了識別元件的設(shè)計可能性。這使得enVision可以編程為生化計??算機，具有針對不同目標病原體組合的不同信號。這對于監(jiān)測多種疾病的群體非常有用像登革熱和瘧疾一樣，或者以高靈敏度和特異性檢測流感等高度可變的病原體，“何博士說。

未來的工作

邵教授和她的團隊花了大約一年半的時間來開發(fā)enVision平臺。在當(dāng)前工作的基礎(chǔ)上，研究團隊正在開發(fā)一個樣品制備模塊 - 用于提取和處理DNA材料 - 與enVision平臺集成，以增強護理點應(yīng)用。此外，該研究團隊預(yù)計智能手機應(yīng)用程序可以包含更先進的圖像校正和分析算法，以進一步提高其在實際應(yīng)用中的性能。