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基于LAMP-IDE-AI快速基因篩查平臺技術

發布時間:2021-02-26

 

1、通過個體生物特征(特別是遺傳基因)檢測,量身定制的治療,快速有效的基因篩查能夠用于臨床實施已成為趨勢,但傳統PCR設備昂貴,體積大,操作要求高卻只能實驗室使用等缺點,不能將基因檢測真正用于臨床診斷,做到隨到隨檢?;诨驒z測的這個臨床痛點,常州先趨醫療科技有限公司創新開發了一種基于LAMP-IDE-AI的快速基因檢測平臺技術,該平臺技術針對不同基因檢測開發針對性的試劑,并將該試劑在微流控芯片上進行LAMP等溫擴增,擴增之后的化學特性通過IDE生物傳感芯片轉化為電學信號,利用機器學習或深度學習等人工智能算法對陰性和陽性病人進行訓練提取特征值,利用這些訓練出的特征值對新的病人進行測試,得到精準檢測結果。

2、該平臺系統包含試劑、試紙芯片和多通道便攜式基因檢測分析儀,集試劑開發,細胞裂解,LAMP等溫擴增,IDE生物傳感檢測,AI判決功能一體化的平臺型技術。

LAMP-IDE快速基因篩查平臺技術(圖1)

 

針對臨床痛點:快速精準且操作簡單的基因檢測用于臨床診斷成為趨勢,但傳統PCR基因檢測未能做到隨到隨檢

lPCR設備昂貴,檢測等待周期長(最短一般一天,長的一周)

lPCR檢測需要熟練的技師操作,需要專業人士操作,不能普及

l體積龐大,只能實驗室應用,大部分只有三甲醫院配備

l只能實驗室應用,無法現場戶外操作


LAMP-IDE快速基因篩查平臺技術(圖2)          LAMP-IDE快速基因篩查平臺技術(圖3)

 

我們解決了什么創新基因檢測方法,一小時左右出結果,手持式檢測儀器,傻瓜式操作,讓基因檢測走出實驗室,走向臨床應用

l基于LAMP等溫擴增技術,IDE電化學傳感技術,圍繞該已通過實驗室驗證的LAMP-IDE-AI平臺技術,研發并批量化生產適合該技術的各種基因臨床快速篩查產品,打破傳統pcr檢測瓶頸,實現基因的“現場”測試

l技術適用范圍:基因點位或短序列測試


3、核心技術:

1)IDE生物傳感芯片

?功能:

2利用IDE sensor上綁定的針對被測基因設計的生物探針和LAMP擴增反應之后的化學物質孵化后會產生強烈的阻抗特性反應這個特點,將LAMP擴增后的化學特性轉換成電學頻譜特性

2利用先進的信號處理和人工智能方法對特性進行智能分析,得出體外快速檢測的精確結論

2用于臨床快速檢測,解決臨床應用痛點問題

?特點:

2電極優化,電氣優化

2生物探針固定方案優化,表面和化學嵌合體表征優化

2針對不同的基因檢測,生物探針需要重新設計,但其他工藝步驟一致,極大縮短開發其他基因檢測產品的周期

2可以擴展用于PCR等其他擴增方法的檢測

LAMP-IDE快速基因篩查平臺技術(圖4)           


2)LAMP微流控芯片

?功能:

              2以微流控技術實現各種傳統LAMP反應需要大型儀器設備才能完成的生化檢

               2用于臨床快速檢測,解決臨床應用痛點問題

?特點:

2小尺寸

2高精度溫控/流控

2微閥控制

2自動化控制

2多重反應

2可與IDE生物傳感芯片集成一體化設計進行檢測,也可配合顯色反應進行檢測    

3)便攜式檢測分析儀

?功能:

2實現信號的實時檢測(包含檢測算法實現),并將結果上傳云端

?特點:

2高通量,多通道(1-24通道)同時檢測多個芯片試紙

2擴展性強,針對不同基因測試只需要更改儀器軟件的配置參數即可,硬件平臺不需要改動

2便攜式可移動,體積輕,可以臨床(實驗室外)使用,實現基因/核酸“現場”測試;

2試紙插到儀器上通電即可使用,全過程封閉,全自動化,無需核酸提取、擴增后標記或染色操作,操作簡單,無需專業操作人員

2對樣本,試劑需求量很少(ul級別)

2快速,樣本采集到檢測報告出30-60分鐘內完成

2支持內部電源外部電源兩種供電模式

2支持藍牙,無線WIFI,HMI,USB接口;觸屏操作

2智能系統,智能監控測試進度,數據自動保存且可實時傳輸到電腦,手機,云端

2靈敏度>95%,特異性>95%,不低于傳統PCR技術精度


LAMP-IDE快速基因篩查平臺技術(圖7)    LAMP-IDE快速基因篩查平臺技術(圖8)


4)試劑

?功能:

2粗樣本直檢,耐受雜質能力強

24條引物,識別靶基因6個區段,特異性和靈敏度高

?特點:

2無需DNA提取,熒光著色

2根據檢測需求針對不同的基因檢測產品的基因序列設計引物


4、技術優勢:

1)全自動化,智能操作

l無需DNA提取、熒光著色

l全過程全自動封閉操作

l無需專業人士操作

l觸屏操作,支持藍牙,WIFI,USB,HMI;智能系統,智能監控測試進度,數據自動保存且可實時傳輸到電腦,手機,云端

2)快速、精準,高通量

l取樣到出報告30~60分鐘完成

l靈敏度>95%,特異性>95%,不低于PCR精度

l1-24通道隨機配置

l隨時隨地無縫測試

3)擴展性強,場景廣泛

l擴展型平臺技術,可用于精準治療,疾病早篩,藥物伴隨診斷開發,傳染病檢測,環境檢測,生物安全,食品安全等行業方向;

l可用于三甲醫院、社區門診、鄉村醫院,體檢機構,檢測機構,家庭戶外等

4)便攜、低成本

l便攜式,體積輕,可實驗室外使用

l低成本,對樣本和試劑需求量少(ul級別)


5、平臺技術應用領域

      1)精準治療

l臨床用藥的藥物反應/副作用篩查(如癲癇藥物篩查)
l部分癌癥早期篩查、感染病篩查
l癌癥伴隨診斷、預后檢測市場
l單基因遺傳病篩查
l抗生素耐藥性篩查 等等

      2)藥企藥品開發伴隨診斷測試:

l神經類治療藥品開發
l癌癥腫瘤藥品開發
l傳染病治療藥品開發
l血液類治療藥品開發 等等

      3)環境檢測:

l水衛生檢測
l空氣衛生檢測 等等

      4)生物安全:

l大腸桿菌,沙門氏,肉毒梭菌 等等
l非洲豬瘟 等等

 

 

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