廉價紙質診斷技術將在偏遠貧困地區拯救生命

針對埃博拉和肺結核等疾病的廉價快速篩查可以在偏遠貧困地區拯救生命

丹尼爾·斯托爾

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一位病人因高燒來到非洲農村診所就診。診斷結果可能是從輕度傷寒到埃博拉的任何疾病。即使可以進行實驗室血液檢測,也需要幾天才能得到結果。醫生該怎麼辦:開抗生素還是下令隔離?

十年來,研究人員一直在致力於快速、廉價的紙質診斷技術(想想家用妊娠測試),這可以在這種情況下拯救生命。第一代此類檢測技術現在正逐步走向商業化。非營利組織“全民診斷”正在等待監管部門批准在非洲部署一種基於血液的肝功能測試。比爾及梅琳達·蓋茨基金會資助的位於華盛頓州貝爾維尤的智力風險投資公司正在研究超靈敏的瘧疾測試,以及一種基於尿液的肺結核診斷工具。華盛頓大學生物工程學教授保羅·亞格正在開發一種靈敏的血液中埃博拉病毒蛋白測試。這些裝置的成本都不超過幾美元,也不需要特殊培訓。

這些診斷工具的核心是紙條,這些紙條經過雕刻或覆蓋有圖案,可以分離、濃縮和混合液體。紙張自然地吸取血液、尿液和其他液體,因此樣品在自身動力下流過裝置。這些圖案引導液體透過識別病原體或疾病標誌物所需的稀釋和反應。例如,“全民診斷”的肝功能測試包含一個過濾器,可以濾除紅細胞,使血漿流入裝有試劑的底部紙層,這些試劑與指示肝損傷的酶結合。顏色變化表明患者的酶水平。


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第一代紙質診斷技術通常透過檢測受感染的身體或罪魁禍首微生物自身產生的分子來檢測疾病,但直接檢測病原體 DNA 的測試可能會隨之而來。這些所謂的核酸測試將使醫生能夠在疾病的最早階段準確識別疾病。亞格、哈佛大學化學教授喬治·懷特塞茲和其他研究人員正在獨立進行基於紙質的核酸測試。亞格正在開發一種基於核酸的家用寨卡病毒測試,並正在申請資金用於更快、更便宜的寨卡病毒、登革熱和黃熱病測試。

技術挑戰依然存在,但研究人員表示,最大的障礙是資金。製藥公司認為,成本只有幾美分的裝置幾乎沒有利潤,因此大部分資金來自政府和私人基金會。“我們和其他人已經證明這項技術是可行的,”懷特塞茲說。“很大程度上取決於我們是否能夠克服商業化的最後一道障礙。”

Prachi Patel 是一位常駐匹茲堡的自由記者。她撰寫有關能源、材料科學、奈米技術、生物技術和計算的文章。

更多作者:Prachi Patel
大眾科學雜誌 第 315 卷 第 6 期本文最初以“9. 成本僅幾美分的紙質診斷技術”為標題發表於《大眾科學雜誌》 第 315 卷 第 6 期 (),第 42 頁
doi:10.1038/scientificamerican1216-40
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