深度学习辅助的无透镜全息技术结合Pd纳米酶武装的噬菌体，实现无需提取即可快速检测活细菌

《Analytical Chemistry》：Deep Learning-Assisted Lens-Free Holography Integrated Pd Nanozyme-Armed Phages for the Rapid and Extraction-Free Detection of Viable Bacteria

噬菌体标记钯纳米酶的无透镜全息成像技术实现活菌快速检测，无需核酸提取，16分钟内定量检测灵敏度达20 CFU/mL，结合Transformer算法优化 hologram 处理，适用于现场即时诊断。

　　

细菌感染对全球公共卫生构成了严重威胁，常常导致严重的传染病甚至死亡。预防疫情爆发的最有效方法是实施快速、准确且简单的即时检测方法。在这里，我们开发了一种基于深度学习的无透镜全息生物传感平台，该平台结合了含有钯纳米酶的噬菌体，能够快速且无需提取即可检测活细菌，从而实现现场检测。这些噬菌体能够特异性识别并捕获目标活细菌。经过表面配体改造的含有钯纳米酶的噬菌体会触发酪胺信号放大反应，形成聚苯乙烯微球-细菌-磁性纳米颗粒复合物。因此，随着细菌被捕获，未结合的聚苯乙烯微球数量会减少。此外，钯纳米酶与噬菌体的结合可以在原位消灭细菌，同时防止二次交叉污染。便携式无透镜全息显微镜具有多种优势，包括超宽视野、低成本和轻便设计，能够以高通量方式准确捕获上清液中的微球全息图像。基于Transformer的深度学习算法与数字全息重建技术相结合，能够高速精确处理探针全息图像。作为概念验证，我们的方法成功实现了对活沙门氏菌的定量检测（灵敏度约为20 CFU/mL），整个过程仅需16分钟，且无需额外提取核酸。该方法通过多种实际样本进行了验证，显示出作为下一代生物传感技术的巨大潜力。