如果在家就能完成医院级别的病原体检测，是否会彻底改变传染病的防控格局？

近年来，家庭自检技术因其便捷、隐私保护等优势逐渐走入大众视野，然而，如何在高灵敏度、多重检测的前提下实现“零仪器”操作，仍是技术推广的瓶颈。

williamhill中国刘笔锋教授团队近期在ACS Nano 上发表题为《Deep Learning-Enhanced Hand-Driven Spatial Encoding Microfluidics for Multiplexed Molecular Testing at Home》的研究论文。该研究提出了一种名为MACRO的人工智能增强手驱微流控系统，实现了HPV、SARS-CoV-2、Influenza A、Influenza B等多重病原体的居家精准检测。williamhill中国章英、william威廉中文同济医学院附属湖北妇幼保健院陈冬娟和williamhill中国唐鑫为共同第一作者，刘笔锋教授、陈鹏副教授为通讯作者。

研究团队创新性地设计了“多维空间沙漏结构”微流控芯片，用户仅通过翻转动作即可完成液体分步控制，无需任何外部设备。系统结合化学裂解与放热反应，替代传统核酸提取与恒温设备，实现样本裂解、扩增与检测一体化。通过RPA与CRISPR/Cas12a联用，系统在1小时内实现单分子级灵敏度，并完成4种HPV亚型或3种呼吸道病毒的同时检测。样本经化学裂解释放核酸，通过手驱芯片完成RPA扩增与CRISPR检测，反应液经沙漏结构流向试纸条，结果可通过裸眼或手机AI自动判读。临床验证显示，MACRO在140例宫颈拭子样本中准确率达98.57%，在70例呼吸道病毒样本中达成100%诊断一致性。

MACRO系统工作原理示意图

为进一步降低判读主观误差，团队开发了基于YOLOv8的智能判读系统HID，通过手机拍照即可自动输出检测结果，在临床样本中判读准确率接近专家水平（98.92%）。该系统单次检测成本仅1.34美元，具备极强的推广潜力。

基于YOLOv8的智能判读系统HID

该研究为家庭化、低成本、多靶标的分子诊断提供了全新路径，尤其适用于HPV自筛、呼吸道感染居家监测等场景，对提升公共卫生应急响应能力具有重要意义。未来，随着芯片设计与AI算法的进一步优化，居家分子检测有望像血糖仪一样普及，真正实现“检测自由”。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.5c04309