神马!手机装配显微镜可检测DNA
生物通/张迪 · 2014/12/28
近日,科学家开发了一种通过智能手机运行的便携式显微镜,可以估计样本DNA分子的长度,发现人类基因组拷贝数变异和其他疾病的遗传特性。这种显微镜,体积较小,重量不足190克,只需要三个AAA电池就可运行的,而成本只需400美元。


2015年即将到来,科学家们预测在新的一年里,不少新技术将与我们的日常生活结合更紧密,近期来自加州大学旧金山分校的一组研究人员就研发出了一种智能手机附件,能检测样品中DNA分子的长度。

这一研究成果公布在12月10日的ACS Nano杂志上,这一附件重量仅为190克(以下),价格为400 美元,需要3节 AAA 电池。从功能上说,研究人员能利用这一附件完成拷贝数变异,以及疾病其它遗传特征的分析,这将成为现场诊断领域的又一新星。

研究人员在文章中证明了这一职能手机显微镜能分析荧光标记的DNA分子纯化溶液。首先将溶液放置在两个盖玻片之间,这样就能有效的将DNA拉升为直线,然后通过荧光显微镜附件内的蓝色激光照射在DNA上,智能手机就能完成一系列的拍照,并传送到远程服务器,计算片段长度。

一般来说设备能分析的DNA分子长度为10000~48,000 个碱基对大小,研究人员发现智能手机显微镜也能预测大约长度为约1,000 个碱基对的片段大小,这与传统的台式荧光显微镜的出错率差不多。

一些其他研究组也表示希望能利用智能手机显微镜,在缺乏必要基础设施的地区进行诊断治疗,这些地区也是最需要快速诊断传染性疾病的地方。


文章作者,电力生物工程师Aydogan Ozcan认为这一发现是个人电脑的一项革命性成果,“看看我们早期的计算机,它们十分笨重,也很昂贵。现在计算机变得轻便,可便携了……几乎每个人都能买得起。同样,显微镜观察也会朝着这一方向发展,我们研发了小型化微观和纳米分析工具,我们能令它们更加方便使用,更加强大。”

不仅是显微镜,科学家们也研发了不少便携式的设备,如华裔科学家戴聿昌教授开发出了一种便携式细胞计数器,能在几分钟内,用扎指头的方式就能获得结果。

便携式白细胞计数器可以用于改善针对患有慢性疾病,比如白血病或其它癌症患者的门诊监测。而且也可以通过组合使用,帮助偏远地区的远程医疗,甚至可以用于宇航员,宇航员长期暴露于辐射中,利用这一设备,当他们还在太空中的时候就进行检测。

此外针对今年暴发的埃博拉病毒,意大利国家传染病研究所的研究人员也研发出了快速检测埃博拉病毒的便携设备,可在75分钟内检测出血液样本中是否存在埃博拉病毒。

这种设备采用分子生物学技术即时聚合酶链式反应。这种设备灵敏度极高,即便是微量的人类血液经过多次稀释也能检测出所含病毒,而且能够早期甄别病毒,显著减少传染风险。

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