微型光学器件结合高级图像分析 单分子级生物分子计数
个性化医疗承诺:简单设备让每人掌握健康水平,识别血液唾液中微量不良生物标志物,作为疾病早期预警系统。
开发出超薄微型光学芯片,耦合标准CMOS相机、以图像分析为动力,能逐个计数样品生物分子并定位。
技术基于超表面——覆盖数百万纳米级按特殊方式排列元件的人工材料薄片。特定频率下,这些元件能将光挤压进极小体积,创造超灵敏光学“热点”。光照超表面击中热点分子时,分子立即被检测;分子改变击中它的光波长,自我暴露。
在超表面用不同颜色光、每次用CMOS相机拍照,研究者能计数样品分子数并精知芯片上发生什么。智能数据科学工具分析此过程获得的数百万CMOS像素,识别趋势。研究者演示不仅能检测成像热点处单个生物分子,甚至单层石墨烯(仅一原子厚)。
开发第二版系统:超表面不同区域编程共振不同波长。技术更简单但定位分子精度较低。
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