新加坡南洋理工大学(NTU)研究团队开发出一种结合纳米光子芯片与人工智能的新型检测设备,可将多种疾病的检测时间从数小时缩短至仅20分钟,准确率超过99%。
技术原理:纳米光子芯片 + AI图像分析
该设备核心是一枚 specially designed 的纳米光子芯片(nanophotonic chip),利用光子(光粒子)来处理和传输数据。只需一滴血液或唾液加载到芯片上,即可快速检测多种microRNA生物标志物,并通过集成的AI成像系统进行分析。
研究团队设计了一种纳米腔体(nanocavity)结构,比人类头发丝还要细数百倍。利用超微型镜面反射并增强荧光信号,即便只有单个microRNA分子也能被检测到。同时,团队开发了基于Mask R-CNN的深度学习模型,可自动分析显微图像,区分不同类型的microRNA,减少人为误差。
应用前景:从诊所到家庭
NTU电气与电子工程学院陈宇正副教授在4月15日的媒体发布会上表示,该技术预计三年内可商业化应用,首先在综合诊疗所(polyclinic)和全科医生诊所投入使用,未来甚至可能推出类似新冠快检试剂盒的家用版本。
陈竹岩副教授指出,与传统的PCR检测相比,该芯片技术无需复杂的样本制备和扩增过程,检测速度从最长8小时缩短到20分钟,且设备体积小巧,不依赖专业实验室设备。
研究背景
该研究成果于2026年2月发表在同行评审期刊《Advanced Materials》上。研究获得新加坡教育部学术研究基金一级资助(Academic Research Fund Tier 1)以及新加坡科技研究局(A*STAR)制造、贸易与连通性跨学科研究基金支持。团队已通过NTUitive(南洋理工创新与企业公司)提交了技术披露,迈出知识产权保护的第一步。
陈笃生医院肠胃与肝病科顾问黄副教授评价称,该技术可能具有”巨大的临床应用价值”,能够实现癌症更早期检测以及治疗反应和疾病复发的监测。
来源:The Straits Times | 2026年4月15日