Nanotehnologia alimentată de AI ar putea duce la noi teste rapide COVID-19

Detectarea particulelor de virus unic folosind un nanopor solid. Credit: Universitatea Osaka

Oamenii de știință de la Universitatea Osaka dezvoltă o metodă neetichetată pentru identificarea virușilor respiratori pe baza schimbărilor de energie electrică atunci când trec prin nanopori de siliciu, ceea ce poate duce la un nor rapid Covida-19 teste.

Pandemia globală în curs de desfășurare a creat o nevoie urgentă de teste rapide care pot diagnostica prezența SARS-COV-2 virusul, agentul patogen care cauzează COVID-19 și îl deosebește de alte virusuri respiratorii. Acum, cercetătorii din Japonia au demonstrat un nou sistem de identificare cu un singur virion a agenților patogeni respiratori comuni folosind un algoritm pentru a preda utilaje instruite despre schimbările actuale din nanoporii de siliciu. Această lucrare poate duce la teste rapide și precise de screening pentru boli precum COVID-19 și gripă.

Într – un studiu publicat luna aceasta în Senzori ACS Oamenii de știință de la Universitatea Osaka au introdus un nou sistem care utilizează nanopori de siliciu foarte sensibili pentru a detecta chiar și o singură particulă a virusului atunci când este asociat cu un algoritm de învățare automată.

În această metodă, un strat de nitrură de siliciu gros de doar 50 nm suspendat într-o masă de silicon a adăugat nanopori mici, care în sine au doar 300 nm în diametru. Când se aplică o schimbare de tensiune la soluția de pe ambele părți ale masei, ionii se deplasează prin nanopori într-un proces numit electroforeză.

Mișcarea ionilor poate fi monitorizată de curentul pe care îl generează și atunci când o particulă virală intră într-un nanopor, aceasta blochează trecerea unora dintre ioni, ducând la o imersie tranzitorie a curentului. Fiecare imersie reflectă proprietățile fizice ale particulelor, cum ar fi volumul, încărcătura de suprafață și forma, astfel încât acestea să poată fi utilizate pentru a identifica tipul de virus.

Schimbările naturale ale proprietăților fizice ale particulelor de virus au împiedicat anterior implementarea acestei abordări, totuși, folosind învățarea automată, echipa a construit un algoritm de clasificare instruit cu semnale de la viruși cunoscuți pentru a determina identitatea noilor probe. „Prin combinarea sensibilității nanoporoase cu o particulă cu inteligență artificială, am reușit să realizăm o identificare foarte precisă a mai multor specii virale”, explică autorul principal Makusu Tsutsui.

Computerul poate discrimina modificările formelor de undă ale electricității care nu pot fi identificate de ochiul uman, ceea ce permite ca virusul să fie clasificat foarte precis. În plus față de coronavirus, sistemul a fost testat cu agenți patogeni similari – virusul sincițial respirator, adenovirusul, gripa A și gripa B.

Echipa consideră că coronavirusurile sunt deosebit de potrivite pentru această tehnică, deoarece proteinele lor spinoase exterioare pot permite diferitelor tulpini să fie clasificate separat. „Această lucrare va ajuta la dezvoltarea unui kit de testare a virusului care depășește metodele convenționale de inspecție virală”, spune autorul recent Tomoji Kawai.

Comparativ cu alte teste virale rapide, cum ar fi reacția în lanț a polimerazei sau ecranele bazate pe anticorpi, noua metodă este mult mai rapidă și nu necesită reactivi costisitori, ceea ce poate duce la teste diagnostice îmbunătățite pentru particulele virale care par să fie provoacă boli infecțioase precum COVID-19.

Referință: „Platforma digitală de patologie pentru diagnosticarea infecției tractului respirator prin detectări simple multiplex” de Akihide Arima, Makusu Tsutsui, Takeshi Yoshida, Kenji Tatematsu, Tomoko Yamazaki, Kazumichi Yokota Kurokhi, Shun ‘ și Tomos, 16 septembrie 2020, Senzori ACS.
DOI: 10.1021 / accessories.0c01564

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

„Tirani” adolescenți – Descendenții dinozaurului sălbatic – Explicați diversitatea dinozaurilor?

Noi cercetări sugerează că generații de dinozauri carnivori gigantici, cum ar fi Tyrannosaurus rex, și-ar fi remodelat radical comunitățile cu specii mai mici concurente....

Limitele de date pot fi șterse cu antene optice noi și „inele luminoase”

Cercetătorii de la Universitatea din California, Berkeley, au găsit o nouă modalitate de a valorifica proprietățile undelor de lumină care pot crește cantitatea de...

Primul studiu științific al eficacității vaccinului COVID-19 din lumea reală – rezultatele aici

Primul studiu pe scară largă, evaluat de colegi, cu privire la eficacitatea sa din lumea reală COVID-19 Vaccinul a fost publicat de Institutul de...

„Cel mai dur grup de găuri negre” detectat de undele gravitaționale ar putea fi de fapt fuziunea stelelor din Boson

Reprezentare artistică a coliziunii a două stele de boson cu unde gravitaționale emise. Credite: Nicolás Sanchis-Gual și Rocío García-Souto O echipă internațională condusă de...

Procesul de tratament în rara morgă „carapace noroioase” a mumiei egiptene a fost expus – acesta este un caz de eroare

O figură mumificată și un sicriu în colecția Nicholson a Muzeului Aripii Chau Chuck de la Universitatea din Sydney. O persoană mumificată înfășurată...

Newsletter

Subscribe to stay updated.