Nanotechnologie s umělou inteligencí by mohla vést k novým testům COVID-19

Detekce jednotlivých virových částic pevnými nanočásticemi. Půjčka: Osaka University

Vědci z Osaka University vyvíjejí metodu bez identifikace štítků pro identifikaci respiračních virů na základě změn elektrického proudu při průchodu křemíkovými nanopóry, což by mohlo vést k novým rychlostem. COVID-19: testy

Současná globální epidemie vyvolala naléhavou potřebu rychlých testů, které mohou diagnostikovat přítomnost SARS-CoV-2: virus – původce COVID-19, և odlišuje ho od ostatních respiračních virů. Nyní vědci v Japonsku představili nový single-virus systém pro identifikaci běžných respiračních patogenů pomocí algoritmu strojového učení navrženého ke změně proudu křemíkových nanopórů. Tato práce může vést k rychlým և přesným screeningovým testům, jako je chřipka COVID-19.

Ve studii zveřejněné tento měsíc Senzory ACS Vědci z University of Osaka představili nový systém využívající křemíkové nanočástice, které jsou dostatečně citlivé na to, aby byly kombinovány s algoritmem strojového učení pro detekci i jediné částice viru.

V této metodě byly malé nanopóry o průměru pouhých 300 nm přidány k 50 cm silné vrstvě nitridu křemíku visící na křemíkové vafle. Když se na roztok na obou stranách vafle aplikuje rozdíl napětí, ionty procházejí nanopóry procesem nazývaným elektroforéza.

Pohyb iontů může být řízen proudem, který generují, a když virová částice vstupuje do nanočástice, blokuje průchod některých iontů, což vede k přechodnému namáčení proudu. Každé ponoření odráží fyzikální vlastnosti částice, jako je objem, povrchový náboj atd., Takže je lze použít k detekci typu viru.

Přirozené odchylky ve fyzikálních vlastnostech virových částic dříve bránily tomuto přístupu, ale pomocí strojového učení vytvořil tým klasifikační algoritmus založený na signálech od známých virů k identifikaci nových vzorků. „Kombinací nanoporézního vnímání částic s umělou inteligencí se nám podařilo dosáhnout velmi přesné identifikace mnoha virových druhů,“ vysvětluje hlavní autor Makusu utsu.

Počítač dokáže rozlišit rozdíly mezi vlnami elektrického proudu, které lidské oko nerozpozná, což umožňuje velmi přesnou klasifikaci viru. Kromě koronaviru byl systém testován na podobné patogeny: respirační syncyciální virus, adenovirus, chřipka A a chřipka B.

Tým věří, že koronaviry jsou pro tuto techniku ​​zvláště vhodné, protože jejich ostré vnější proteiny mohou dokonce umožňovat samostatnou klasifikaci různých kmenů. „Tato práce pomůže vyvinout sadu pro testování virů, která jde nad rámec konvenčních metod testování virů,“ říká Tomogi Kawai, nejnovější autor.

Ve srovnání s jinými rychlými virovými testy, jako je polymerázová řetězová reakce nebo screening na bázi protilátek, je nová metoda mnohem rychlejší a nevyžaduje nákladná činidla, což může vést ke zdokonaleným diagnostickým testům na virové částice, které způsobují infekční onemocnění, jako je COV. -19:

Odkaz. Akihide Arima, Makusu Tsutsui, Takeshi Yoshida, Kenji Tatematsu, Tomoko Yamazaki, Kazumichi Yokota, Shun’ichi Kuroda, Takashi Washio, Yoshinobi Kawa, 16. září 2020. Senzory ACS,
DOI: 10.1021 / acssensors.0c01564:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Hojnost života v korálových útesech je záhadná již od dob Charlese Darwina – nový výzkum poskytuje odpovědi

Ryby krmící plankton často kontrolují shromáždění ryb v oceánských korálových útesech. Uznání: Dr. Christina Skinner Studie odhaluje otevřenou mořskou vodu, která byla dříve považována...

Vysvětlují mladiství „tyrani“ – potomci masožravých dinosaurů nedostatek rozmanitosti dinosaurů?

Nový výzkum naznačuje, že potomci obrovských masožravých dinosaurů, jako je Tyrannosaurus rex, mohli zásadně přetvořit svá společenství překonáním menších konkurenčních druhů. Fotografický kredit:...

Datové limity mohou zmizet s novými optickými anténami – „světelné kroužky“

Vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley našli nový způsob řízení vlastností světelných vln, který by mohl radikálně zvýšit množství dat, která přenášejí. Ukázali...

Odhalení vzácného ošetření mrtvoly „Mud Carapace“ pro egyptské mumie – a případ falešné identity

Mumifikovaná osoba a rakev ve sbírce Nicholson Collection v muzeu křídla Chau Chak, University of Sydney. A. Mumifikovaný jedinec zabalený v moderním pouzdře...

Asteroidový prášek nalezený v kráteru uzavírá případ o tom, co zabilo dinosaury

Vědci se domnívají, že jednoznačným spojením toho, co dinosaury zabilo jejich vyhynutí, s asteroidem, který zasáhl Zemi před 66 miliony let, našli klíčový důkaz:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.