手機如何幫助科學家66地搞科研？

如今人們生活在高科技和信息化的時代，手機已經成為了我們日常生活中的必需品，智能手機的誕生也造就了很多低頭一族，很多人認為手機在給我們帶來很多便利的同時也嚴重影響了人們日常的生活，比如正常的交流等，然而在科學研究中研究人員也會經常利用手機來「搞事情」，在手機的幫助下他們也獲得了多種研究成果，本文中小編就對此進行了盤點，讓我們來一同學習手機是如何幫助科學家進行研究的。

【1】Sci Rep：手機新用途---檢測細菌耐藥性？

DOI： 10.1038/srep39203

耐葯細菌嚴重威脅著全球公共衛生，造成了越來越多的高死亡率疾病，如肺炎、腹瀉和敗血症等。對抗細菌耐藥性的挑戰之一是部分偏遠地區由於缺乏設備和技術人員而無法檢測細菌藥物敏感性。為了解決這個問題，一個來自UCLA的團隊開發了一種便宜而簡便、可以自動檢測細菌藥物敏感性的手機附件，這項研究成果最近發表在《科學 報告》雜誌上。

「考慮到耐葯菌導致許多一線抗生素失效，從而嚴重威脅全球公共衛生，這項技術是非常及時、非常重要的，」UCLA Herry Samueli工程和應用工程學院電氣工程及生物工程系教授Aydogan Ozcan說道。「我們這種基於手機的新技術能夠在廣泛的區域進行實驗室級別的檢測，尤其是在資源匱乏的地區。」

這個設備將手機與96孔板連接在一起，通過LED燈照亮樣品，手機相機可以檢測到不同濃度抗生素造成的光透過率的改變，這些照片發送到伺服器進行抗生素敏感性自動檢測，1min後結果會發送到手機。

【2】Biosens Bioelectron：開發出攜帶型智能手機實驗室檢測癌症

doi：10.1016/j.bios.2016.09.021

在一項新的研究中，美國華盛頓州立大學機械與材料工程學院助理教授Lei Li和他的研究團隊開發出一種低成本的攜帶型手機實驗室，它能夠同時分析多種樣品來捕獲一種癌症生物標誌物，並且產生實驗室檢測結果。相關研究結果將發表在2017年1月15日那期Biosensors and Bioelectronics期刊上，論文標題為「A multichannel smartphone optical biosensor for high-throughput point-of-care diagnostics」。

在病人和專業的醫生總是期待快速出現檢測結果的時候，科研人員總是試圖將在實驗室中使用的生物檢測技術應用到現場和診所中，這樣病人能夠在醫生辦公室、救護車或急診室中幾乎立即獲得診斷結果。

Li團隊開發出一種能夠檢測人白細胞介素-6（IL-6）的八通道智能手機光譜儀（smartphone spectrometer），其中已知IL-6是肺癌、前列腺癌、肝癌、乳腺癌和上皮癌的一種生物標誌物。光譜儀通過測量光譜來分析樣品中化學物的含量和類型。

【3】APLM：新科技！利用智能手機照一照就知道你有沒有皮膚癌

doi：10.5858/arpa.2014-0593-OA

每個人都知道手機可以被用來看日曆、使用計算器、聽廣播並且拍照；那麼你知道如今手機也可以被當做顯微鏡用來幫助挽救人類生命嗎？最近來自德克薩斯大學休斯頓健康科學中心的研究人員通過研究表示，在發展中國家中手機可以用來幫助改善對皮膚癌的檢測，相關研究刊登於國際雜誌Archives of Pathology & Laboratory Medicine上。

醫學博士Richard Jahan-Tigh指出，某些偏遠地區的醫生們並沒有條件使用高性能的顯微鏡來用於評估患者的皮膚樣本，因此如果這些醫生們可以利用手機來進行檢測並且給出合理的檢測結果，那麼這對於偏遠地區的患者將是莫大的福利。提及癌症診斷，智能手機顯微鏡或許相當準確。

文章中，研究者將智能手機同傳統的光學顯微鏡進行了對比，結果顯示，這種智能手機顯微鏡可以對90%的非黑色素瘤皮膚癌患者進行檢測，而對黑色素瘤皮膚癌患者的檢測準確性就降低到了60%。據WHO數據顯示，近年來非黑色素瘤和黑色素瘤皮膚癌的發生率逐年增加，目前全球大約每年都會新發200萬至300萬非黑色素瘤皮膚癌患者以及13.2萬黑色素瘤皮膚癌患者。

【4】ACS Nano：利用普通的手機定量檢測核酸分子

doi：10.1021/acsnano.5b07338

在資源有限的地區，獲取診斷性的健康醫療經常受到限制，這是因為檢測疾病的許多分子標記物所需的方法過於複雜，或者在中心實驗室外面使用過於昂貴。美國加州理工學院化學與化學工程系Rustem Ismagilov教授及其團隊正在開發新的技術以便讓新出現的診斷設備在實驗室外也能夠進行現場即時檢測（POCT）。對這些診斷設備的重要需求之一就是在各種環境條件下和用戶出錯的情形下獲得可靠的診斷結果（或者說讀出值）。

為了解決在定量診斷時對可靠的讀出系統的需求，在一項新的研究中，來自Ismagilov實驗室的研究人員發明了一種新的視覺讀出方法，該方法利用分析化學和圖像處理技術對單個核酸分子進行明確地定量檢測，而且任何一種手機攝像頭都可用來執行這種定量檢測。

在這項研究中，研究人員利用來自丙型肝炎病毒（HCV）的RNA描述和驗證了這種視覺讀出方法。相關研究結果於2016年2月22日在線發表在ACS Nano期刊上，論文標題為「Reading Out Single-Molecule Digital RNA and DNA Isothermal Amplification in Nanoliter Volumes with Unmodified Camera Phones」。

【5】What？智能襪子和手機有助預防糖尿病截肢

原始出處：Smartphones and intelligent socks to help prevent diabetic amputations

糖尿病神經病變(diabetic neuropathy)是一種與糖尿病患者足潰瘍產生相關聯的神經損傷，其癥狀為腳部結構變形、承壓過大和較差的血液供應。在全球，它影響著1.3億多人。它也是截肢的主要原因，每年需要花費美國社會100多億美元。

糖尿病患者需要進行定期檢查以便監控增加的腳部承壓和足潰瘍形成，因為這種潰瘍形成最終會導致截肢。然而，潰瘍只能在產生後才能被檢測到，這就意味著病人需要時間來治癒，而這會顯著增加醫療成本。

由以色列耶路撒冷希伯來大學及其附屬的哈達莎醫學中心創建的生物設計：醫學創新計劃(BioDesign： Medical Innovation program)首席工程師Danny Bavli及其團隊（以下稱BioDesign團隊）著手解決這個問題。

【6】IJE：癲癇患者可用智能手機管理疾病

doi：10.1016/j.ijep.2015.02.002

-近期，神經學家發表在《International Journal of Epilepsy 》雜誌上的文章評估了智能手機在癲癇治療中的應用情況。雖然許多癲癇患者可以用藥物控制癲癇發作，但是那些不可預測的和無意識的行為和意識變化卻會限制患者的日常生活。

Ranganathan的團隊評估了可用於癲癇患者日常護理的移動應用軟體。這些應用軟體包括癲癇日記，藥物追蹤及提醒下一次藥物的使用劑量。此外，該應用軟體可回答癲癇患者可能產生的任何問題，可檢測出潛在的藥物相互作用及癲癇發作情況。最新的應用軟體可感知無規律的癲癇突發情況，並自動引發警報，提醒護理人員和醫生。

「幾乎所有的智能手機都內置GPS，」Ranganathan說。「他們有運動探測器或感測器。所有這些功能如果正確地集中到一個程序軟體中，就會對癲癇病的管理大有裨益。」

【7】新科技讓智能手機搖身成為DNA掃描顯微鏡

新聞閱讀：New Technology Turns Smartphone into a DNA-Scanning Microscope

加州大學洛杉磯分校(University of California， Los Angeles) Howard Hughes醫學院的Aydogan Ozcan研究組近日開發出一種新的技術，讓智能手機可作為DNA掃描熒光顯微鏡使用。

在最近的Bioscience Technology採訪中，Ozcan介紹了此新技術。這是一款智能手機的光學配件，即一個小型3D列印盒，盒中包括鏡頭，濾鏡，支架和激光器二極體等部分，可用於測量比人類頭髮絲細50，000倍的DNA的大小以及DNA成像。目標DNA被分離出來後，先被熒游標記。智能手機上的Windows應用軟體掃描DNA分子，並將信息傳送到遠端位於研究組實驗室的伺服器，完成對DNA分子大小的測量。整個數據處理過程可在10秒內完成。

傳統的顯微鏡體積巨大，花費昂貴且運送十分不便。此項新技術不僅節省成本，讓遠程醫療和移動醫療得以實現，而且利用網路連接到伺服器的顯微鏡可以從時間和空間上積累數據，從新的角度觀察和理解疾病的趨勢和傳播。

【8】Sci Transl Med：智能手機太智能-配件可診斷HIV和梅毒

DOI：10.1126 / scitranslmed.aaa0056

哥倫比亞大學生物醫學工程和盧安達生物醫學中心的研究人員聯手，研發並成功測試了一個智能手機電子狗（Dongle），只需15分鐘就可得到HIV和梅毒診斷。這篇文章發表在最新一期的Science Translational Medicine。

HIV和梅毒在發展中國家比較常見，而患者能獲得的醫療保健往往有限。所以科研人員試圖突破依賴常規實驗室的診斷方法，尋找一種即廉價又便攜的設備用於診斷。

科研人員把達到實驗室標準的一個完整免疫檢測改造到了這個小小的配件上。這種電子狗能複製基於實驗室的酶聯免疫吸附測定（ELISA）所有機械，光學和電子功能，由手機提供電量。輕便小巧低功耗，製造成本僅約34美元（相比於運行這種測試的高於10000美元的實驗室機器設備成本）。電子狗產生的數據會通過智能手機的標準音頻插孔傳送到手機內存。

【9】JNEB：智能手機可有效改善個體的飲食監控

doi：10.1016/j.jneb.2014.04.291

近些年來，由於智能手機的可操作性及智能化，其已經被美國人廣泛使用。近日來自亞利桑那州立大學的研究人員就通過研究檢測了智能手機如何影響個體體重減輕的目標，研究者表示，當追蹤飲食數據時智能手機可以為用戶提供一種優於傳統方法的新型策略，相關研究刊登於國際雜誌Journal of Nutrition Education and Behavior上。

大約83%的美國人都擁有一台屬於自己的智能手機，而且45%用戶的智能手機都可以使用互聯網，這項研究中，研究者招募了健康體重穩定的成年個體，基於飲食追蹤的方法將這些個體半隨機地分成不同小組，這些小組就包括使用減肥軟體的個體、利用手機備忘錄功能記錄每日飲食攝入信息的個體、利用傳統紙筆記錄飲食攝入的個體。

【10】這款便攜醫學儀器可用手機進行精子濃度測試

專註於自動化精液分析醫療設備的Medical Electronic Systems公司，近日推出了一款YO品牌的移動式便攜精液分析儀，能夠直接在手機上對精液樣本進行準確的精子濃度分析，幫助不願與去診所的男性對其精液活力作初步分析。

這款攜帶型醫療設備主體部分稱為YO Clip，是一款精簡設計的顯微鏡結構設備，可置放在iPhone和安卓手機的頂部，讀取YO Slide的片狀樣本抽樣配件，通過免費的安卓/iOS應用，你可以直接查看經過儀器讀取到的精液樣本分析結果，以及動態的精液活動圖像。目前這套設備（包含YO Clip和兩片YO Slide）已經提供預售，售價為50美元，預計在明年一月發售。（生物谷Bioon.com）

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