导读

据日本东京大学官网近日报道，该校研究人员创造并测试了一种由低成本组件和一部智能手机组成的小型化系统。该系统可以检测病毒及其他生物标志物，有助于疾病的诊断与预防。

背景

目前，评估病毒和其他疾病生物标志物存在的主要方法虽然是有效的，但却又大又昂贵。特别是由于特定的经济和地区性因素，这种方法在许多情况下都非常难以应用。

创新

近日，日本东京大学的 Yoshihiro Minagawa 等研究人员创造并测试了另一种小型化的系统，该系统利用了低成本组件以及一部智能手机。研究人员们希望该系统能帮助那些处理疾病传播问题的人。

没装入智能手机（左）与装入智能手机（右）​的设备（图片来源：Rohan Mehra - 战略公关部）

技术

智能手机病毒扫描仪一开始听上去并不是那么令人振奋，但是这个病毒扫描仪并不是在扫描最新的病毒软件，而是在扫描真正的病毒生物样本。该设备是便携式、低成本、电池供电的。它不仅可以检测病毒，也可以检测其他生物标志物。

Minagawa 表示：“我想要为偏远或者贫困的社区制造一个有用的工具，帮助他们与流感等疾病作斗争。诊断是疾病预防的关键因素之一。我们的设备为更好地获取必要的诊断工具铺路。”

目前，用于检测和计算病毒及其他生物标志物的最先进工具，例如荧光显微镜，通常都很大、很慢、很昂贵且难以使用。尽管这些工具在计算病毒方面高度精准，但是许多情况下都显得太大而笨重，特别是需要快速诊断的时候。

Minagawa 继续说道：“对于含有流感病毒的两个相同样本来说，我们的系统检测到的病毒数量是荧光显微镜的60%。但它这么做的时候速度要快得多，足以为精准诊断作出良好的估算。真正令人惊奇的是，我们的设备比商用的快速流感试剂盒要灵敏百倍，而且不只是可以检测那一种病毒。”

显微镜（右）的图像更清晰，但是智能手机方案也在持续改善。（图片来源：Minagawa et al.）

该设备的尺寸差不多等同一块砖。它的顶部有个槽，你可以将智能手机放在槽中。这样一来，智能手机的摄像头通过一个小型透镜观测设备内部。通过屏幕上定制的智能手机应用程序，你会看到乍一看像星空的场景，只是这些星星实际上是单独的病毒。

病毒位于用LED照亮的微腔中透明表面上的适当位置。这个表面及其周围的液体是设计好的，只有当腔体内部有病毒时，来自LED的入射光（直接照射到表面上的光线）才会重定向至摄像头，在黑暗的空白部分中显出一个明亮的像素点。每个腔体的体积都是48飞升（一升的一千万亿分之一），一千万个这些腔体才能容纳一滴眼泪。

含有病毒的腔体宽4.5微米，相距9微米。（图片来源：Minagawa et al.）

价值

Minagawa 总结道：“如今，因为智能手机及其嵌入式摄像头变得十分先进且价格合理，这种方案才得以实现。现在，我希望将这些技术带给那些最需要的人。我们也希望让这个设备可以检测其他生物标志物，例如核酸（像DNA）。这样一来，我们可以最大化该设备的用途，为处于疾病预防第一线的那些人服务，帮助挽救生命。”

关键字

智能手机、医疗诊断、病毒

参考资料

【1】Yoshihiro Minagawa, Hiroshi Ueno, Kazuhito V. Tabata, Hiroyuki Noji. Mobile imaging platform for digital influenza virus counting. Lab on a Chip, 2019; DOI: 10.1039/c9lc00370c

【2】https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00065.html