研究人员开发了一种智能手机新冠病毒检测方法，该方法可以在大约10分钟内得出结果
亚利桑那大学的研究人员正在开发一种COVID-19检测方法，该方法使用智能手机显微镜分析唾液样本，并在大约10分钟内得出结果。
亚利桑那大学生物医学工学教授尹正烨(音)领导的研究小组的目标是，将现有的鼻腔拭子抗原检测的速度与鼻腔拭子PCR(聚合酶链反应)检测的高准确度结合起来。研究人员正在采用一种廉价的方法，他们最初发明的方法是用智能手机显微镜来检测诺如病毒——一种因在游轮上传播而闻名的微生物。
他们计划将这种方法与由亚利桑那大学生态和进化生物学系主任、亚利桑那大学BIO5研究所副主任Michael Worobey开发的盐水漱口测试结合使用。
该团队的最新研究使用水样——与亚利桑那大学梅尔和伊妮德·朱克曼公共卫生学院社区、环境和政策系主任凯利·a·雷诺兹合作完成的研究成果今天发表在自然的协议．
“我们已经概述了它，这样其他科学家基本上可以重复我们所做的，创造出一种诺瓦克病毒检测设备，”尹的实验室生物医学工程博士生莱恩·布雷希尔斯(Lane Breshears)说。“我们的目标是，如果你想让它适应其他东西，就像我们为COVID-19调整了它，你就有了基本制造自己的设备所需的所有成分。”
生物系统工程、动物和比较生物医学、化学和生物化学等生物系统工程专业教授尹某是BIO5研究所的成员，他正在与一大批本科生和研究生一起开发基于智能手机的新冠病毒检测方法。
“我有几个感染了COVID-19的朋友，他们非常沮丧，因为他们的PCR结果需要六七天才能得到，或者他们在快速抗原检测中得到假阴性。但当他们得到最后的PCR检测时，他们发现他们已经生病了，就像他们怀疑的那样，”在尹的实验室工作的生物医学工程博士生凯蒂·索斯诺斯基说。“能够在一个检测平台上工作，既能得到快速又准确的结果，这真的很酷。”
更便宜、更简单的检测
检测诺如病毒或其他病原体的传统方法往往昂贵，涉及大量实验室设备或需要科学专业知识。亚利桑那大学开发的基于智能手机的诺瓦克病毒测试包括一部智能手机、一个简单的显微镜和一张微流控纸——一种涂有蜡的纸，可以引导液体样本通过特定的通道。它比其他测试更小、更便宜，组件成本约为45美元。
2019年发表在该杂志上的一篇论文描述了该技术的基础ACSω，是相对简单的。使用者将带有荧光珠的抗体引入可能受到污染的水样中。如果样本中有足够多的病原体颗粒，那么每个病原体颗粒上就会附着一些抗体。在显微镜下，病原体颗粒表现为荧光珠的小团块，然后用户可以计数。这个过程——向样品中加入珠子，在样品中浸泡一张纸，然后在显微镜下用智能手机拍下照片，然后数珠子——大约需要10到15分钟。这是如此简单，尹说，一个非科学家可以通过观看一个简短的视频来学习如何做。
中描述的技术的版本自然的协议论文进行了进一步的改进，例如为显微镜附件和微流控纸芯片创建了3d打印外壳。文中还介绍了一种自适应阈值分割方法。此前，研究人员对构成危险的病原体数量设定了一个固定值，这限制了精确度水平。新版本使用人工智能来设置危险阈值，并考虑到环境差异，如智能手机的类型和纸张的质量。
校园的影响
研究人员计划与亚利桑那大学的测试机构合作，对他们的方法进行微调，使其适应COVID-19检测。在等待学校机构审查委员会的批准之前，已经通过其他方式在校园内接受测试的学生可以选择提供书面同意，让他们的样本也通过基于智能手机的测试设备进行测试。最终，研究人员设想将该设备分发到校园中心，这样普通人——比如宿舍的住宿助理——都可以进行测试唾液样本从一群人那里。
亚利桑那大学校长罗伯特·c·罗宾斯说:“采用一种旨在检测诺如病毒(另一种高度传染性病原体)的方法是我们的研究人员在面对大流行时转向的一个突出例子。”“这项有前途的技术可以让我们频繁、方便地为校园社区提供快速、准确、负担得起的测试。我们希望将其作为‘检测、追踪、治疗’战略的常规组成部分，并将在减缓疾病传播方面产生更广泛的影响。”
Yoon和他的团队还在研究另一个想法，基于他们在2018年发表的一篇论文欧洲化学杂志，它甚至更简单，但给错误留下了稍微多一点的空间。它涉及到同样的技术，但不是智能手机显微镜和特殊设计的外壳，用户只需要下载智能手机应用程序，使用印有二维码的微流控芯片。
生物医学工程硕士学生Pat Akarapipad说:“与荧光显微镜技术不同的是，在荧光显微镜技术中，你只需要把芯片放到正确的位置，你只需要对芯片进行快照。”“无论照片是从什么角度或距离拍摄的，智能手机应用程序都可以使用人工智能和二维码来考虑差异，并进行相应的计算。”
这种方法不需要训练，因此，如果完善，它可能允许学生从校园位置拿起微流控芯片，并测试他们自己的样本。该团队还与该大学COVID-19检测小组的其他成员合作，包括免疫生物学系副教授Deepta Bhattacharya。
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