用于活细胞实时基因分析的纳米电采样与智能分析系统

《Small》：Nano-Electro-Sampling and Intelligent Analysis System for Real-Time Gene Profiling of Living Cells

实时监测活细胞基因的Nesta系统通过纳米电极电穿孔安全获取细胞基因，芯片旋转实现高效样本转移，结合智能图像分析实现高精度定量检测（准确度>90%）。验证显示EGFR突变反弹与药物耐药性显著相关（AUC=0.95）。

　　

摘要

对活细胞进行准确的细胞内基因分析能够动态监测治疗反应，从而有助于及时优化治疗方案。然而，在现有方法中，如何在保持细胞存活的同时实现实时基因分析仍然是一个持续存在的挑战。在这项研究中，开发了一种名为Nano-Electro-Sampling and Intelligent Analysis（Nesta）的系统，该系统结合了便携式生物芯片用于活细胞采样和芯片上的基因识别，并配备了智能图像分析程序以实现精确的基因定量。采样过程利用基于纳米孔的电场安全地穿透细胞膜并提取细胞内基因。通过芯片旋转有效地完成样本转移，从而最大限度地减少样本损失和污染。可拆卸的检测区域同时满足基因扩增和维持细胞存活的温度要求，以便进行连续采样。结合智能图像分析程序，该系统能够对智能手机拍摄的图像进行精确的定量分析。通过对50个原发性肺癌细胞样本的验证，Nesta系统的检测结果与基因测序结果的一致性超过90%，并建立了EGFR突变基因重新表达与获得药物耐药性之间的显著相关性（AUC = 0.95）。该系统实现了活细胞的实时基因分析，为治疗监测提供了一种变革性的方法。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。