新加坡国立大学(NUS)的一个多学科研究团队开发了一种便携，易于使用的设备，用于快速准确地筛查疾病。这个名为enVision的多功能技术平台(用于视觉识别核酸的酶辅助纳米复合物)可用于检测多种疾病 - 来自新出现的传染病(如寨卡病毒和埃博拉病毒)和高流行性感染(如肝炎，登革热)和疟疾)对各种类型的癌症和遗传性疾病。

enVision需要30分钟到1小时来检测疾病的存在，这比现有的感染诊断方法快两到四倍。此外，每个测试套件的成本低于S-1 - 比进行类似测试的当前成本低100倍。

“enVision平台非常灵敏，准确，快速且成本低。它在室温下工作，不需要加热器或特殊泵，使其非常便携。通过本发明，可以在以下方面进行测试：例如，在社区诊所或医院病房进行护理，以便及时管理疾病监测或治疗，以达到更好的健康结果，“全球卫生研究与技术生物医学研究所(BIGHEART)的团队负责人助理教授邵惠林说。和新加坡国立大学生物医学工程系。邵教授也是科学，技术和研究机构(A * STAR)下的分子与细胞生物学研究所(IMCB)的研究员。

与临床金标准相比具有更高的灵敏度和特异性

研究小组使用人乳头瘤病毒(HPV)作为宫颈癌的关键原因，作为验证enVision性能的临床模型。与临床金标准相比，这种新技术已经证明具有更高的灵敏度和特异性。

“enVision不仅能够准确地检测同一疾病的不同亚型，还能够发现特定疾病的特定亚型内的差异，以识别以前无法检测到的感染，”助理邵教授补充说。

将实验室带给患者

此外，测试结果很容易看到 - 如果存在疾病，测定将从无色变为棕色 - 并且还可以使用智能手机进一步分析，以定量评估存在的病原体的量。这使得enVision成为个人医疗保健和远程医疗的理想解决方案。

“传统技术 - 例如依赖聚合酶链反应来扩增和检测特定DNA分子的测试 - 需要庞大而昂贵的设备，以及训练有素的人员来操作这些机器。通过enVision，我们基本上将临床实验室带入患者需要进行最少的培训来管理，测试和解释结果，因此更多的患者可以获得有效的，实验室质量的诊断，从而大大提高护理和治疗的质量，“Nicholas Ho博士说。 NUS BIGHEART和A * STAR的IMCB，以及该研究的共同第一作者。

多功能床边诊断设备

在这项研究中，邵教授和她的团队开发了专利的DNA分子机器，可以识别不同疾病的遗传物质并执行不同的功能。这些分子机器构成了enVision平台的支柱。

该新型平台采用“即插即用”模块化设计，采用微流体技术减少所需样品和生化试剂的数量，并优化技术对视觉读数的灵敏度。

“enVision平台有三个关键步骤 - 目标识别，独立于目标的信号增强和视觉检测。它采用一套独特的分子开关，由酶-DNA纳米结构组成，能够准确检测，转化和扩增分子。信息可用于疾病诊断的可见信号，“NUS BIGHEART和A * STAR的IMCB研究员Lim Geok Soon博士解释说，他是该研究的共同第一作者。

每个测试都装在一个微小的塑料芯片中，该芯片预装有DNA分子机器，用于识别疾病特异性分子。然后将芯片置于共同的信号盒中，该盒包含另一种DNA分子机器，当检测到疾病特异性分子时，该机器负责产生视觉信号。

可以将相同测试芯片的多个单元 - 用于测试相同疾病的不同患者样品 - 或者用于检测不同疾病的一组测试芯片安装到普通盒上。

“具有独立于目标的信号增强步骤可以释放识别元件的设计可能性。这使得enVision可以编程为生化计​​算机，具有针对不同目标病原体组合的不同信号。这对于监测多种疾病的群体非常有用像登革热和疟疾一样，或者以高灵敏度和特异性检测流感等高度可变的病原体，“何博士说。

未来的工作

邵教授和她的团队花了大约一年半的时间来开发enVision平台。在当前工作的基础上，研究团队正在开发一个样品制备模块 - 用于提取和处理DNA材料 - 与enVision平台集成，以增强护理点应用。此外，研究团队预计智能手机应用程序可以包含更先进的图像校正和分析算法，以进一步提高其在实际应用中的性能。

这项研究工作于2018年8月在着名的科学期刊“自然通讯”上发表，并被期刊作为编辑的精华集锦。