加州大学欧文分校 细胞分裂过程中的癌细胞
学分:国立卫生研究院 加州大学欧文分校的电子工程师、计算机科学家和生物医学工程师创造了一种新的芯片实验室，可以帮助研究肿瘤异质性，以降低对癌症治疗的耐药性
在今天发表在《高级生物系统》上的一篇论文中，研究人员描述了他们如何将人工智能、微流体和纳米粒子喷墨打印结合在一个设备中，该设备能够在单细胞水平上检查和区分癌症和健康组织
“癌细胞和肿瘤的异质性会导致不同患者治疗耐药性的增加和不一致的结果，”第一作者、前UCI生物医学工程研究生库沙尔·乔希说
该团队的新型生物芯片解决了这个问题，允许从样本中精确表征各种癌细胞
“单细胞分析对于识别和分类癌症类型以及研究细胞异质性至关重要
“为了设计更好的癌症治疗药物，了解肿瘤的发生、发展和转移是很有必要的，”合著者拉希姆·埃斯凡迪亚普尔说，他是UCI电子工程和计算机科学以及生物医学工程的助理教授
“传统上用于癌症研究的大多数技术和工艺都很复杂、庞大、昂贵，需要训练有素的操作人员和长时间的准备
" 他说，他的团队通过将机器学习技术与可访问的喷墨打印和微流体技术相结合来开发低成本、小型化的生物芯片，从而克服了这些挑战，这些生物芯片易于制作原型，并能够对各种细胞类型进行分类
在该装置中，样品通过微流体通道，带有小心放置的电极，在一次通过中监测患病细胞和健康细胞的电特性差异
UCI研究人员的创新是设计了一种用喷墨打印机在大约20分钟内制作生物芯片关键部分原型的方法，使得在不同的环境下制造变得容易
所涉及的大部分材料都是可重复使用的，如果是一次性的，价格也不贵
本发明的另一个方面是结合机器学习来管理微型系统产生的大量数据
人工智能的这一分支加速了大型数据集的处理和分析，发现模式和关联，预测精确的结果，并有助于快速有效的决策
Esfandyarpour说，通过将机器学习纳入生物芯片的工作流程，该团队提高了分析的准确性，减少了对熟练分析师的依赖，这也使该技术对发展中国家的医疗专业人员具有吸引力。
“世界卫生组织表示，近60%的乳腺癌死亡发生是因为资源匮乏的国家缺乏早期检测项目，”他说
“我们的工作在单细胞研究、肿瘤异质性研究以及可能在即时癌症诊断方面有潜在的应用——特别是在发展中国家，那里的成本、有限的基础设施和有限的医疗技术获取途径至关重要
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