15分鐘快速診斷心臟病 加州大學(xué)洛杉磯分校研發(fā)紙質(zhì)傳感器
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，加州大學(xué)洛杉磯分校的研究團(tuán)隊(duì)宣布，成功研制出一款低成本紙質(zhì)傳感器，能夠在 15分鐘內(nèi)檢測(cè)出心臟病發(fā)作的生物標(biāo)志物。這一研究成果已在最新一期的《納米》雜志上發(fā)表，為全球心臟病防治領(lǐng)域帶來(lái)了新的希望。
心臟病作為一種全球性的嚴(yán)重疾病，其發(fā)病率和死亡率一直居高不下。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，每年全球有超過(guò)1700萬(wàn)人死于心血管疾病，占所有死亡人數(shù)的近三分之一。而心臟病作為心血管疾病的主要類(lèi)型之一，其早期診斷和及時(shí)治療對(duì)于挽救生命、減少死亡率和提高患者生活質(zhì)量至關(guān)重要。
然而，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法不僅耗時(shí)較長(zhǎng)，而且成本高昂，給許多患者帶來(lái)了不便和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。特別是在一些醫(yī)療資源匱乏的地區(qū)，心臟病患者往往難以獲得及時(shí)、準(zhǔn)確的診斷，導(dǎo)致病情惡化，甚至危及生命。
為了解決這一問(wèn)題，加州大學(xué)洛杉磯分校的研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)不懈努力，開(kāi)發(fā)出了一款基于紙張的垂直流動(dòng)分析(VFA)平臺(tái)。這款平臺(tái)能夠檢測(cè)心肌肌鈣蛋白I(cTnI)，這是一種在心肌受損時(shí)會(huì)釋放到血液中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)。通過(guò)精確捕捉和分析這一蛋白質(zhì)的含量，醫(yī)生可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)患者是否可能出現(xiàn)心臟病發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)。
研究團(tuán)隊(duì)介紹，這款創(chuàng)新平臺(tái)融合了深度學(xué)習(xí)算法和先進(jìn)的納米粒子擴(kuò)增化學(xué)方法兩項(xiàng)前沿技術(shù)。深度學(xué)習(xí)算法能夠?qū)FA系統(tǒng)捕獲的圖像進(jìn)行高效分析，從而大幅提升檢測(cè)cTnI的準(zhǔn)確性和靈敏度。而納米粒子擴(kuò)增化學(xué)方法則進(jìn)一步增強(qiáng)了傳感器的檢測(cè)能力，使其能夠捕捉到極低濃度的cTnI。
測(cè)試結(jié)果顯示，這款紙質(zhì)傳感器的性能與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法相比毫不遜色，甚至在某些方面表現(xiàn)更佳。它能夠檢測(cè)出濃度低至0.2皮克/毫升的cTnI，且整個(gè)檢測(cè)過(guò)程僅需15分鐘，大大縮短了等待時(shí)間。更重要的是，這款傳感器的檢測(cè)成本極低，每次檢測(cè)的費(fèi)用不足4美元，為患者提供了更為經(jīng)濟(jì)、便捷的檢測(cè)選擇。
研究團(tuán)隊(duì)表示，他們的最終目標(biāo)是將這款紙質(zhì)傳感器應(yīng)用于更廣泛的場(chǎng)景，不僅在醫(yī)院內(nèi)部使用，還能在診所、藥店甚至救護(hù)車(chē)上發(fā)揮重要作用。這將使心臟病發(fā)作患者能夠更快、更有效地得到診斷和治療，從而提高他們的生存率和生活質(zhì)量。
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