Nanoteknologi yang Didukung AI Dapat Menghasilkan Uji Cepat COVID-19

Deteksi partikel virus tunggal dengan nanopure solid-state. Kredit: Universitas Osaka

Para ilmuwan di Universitas Osaka sedang mengembangkan metode tanpa label untuk mengidentifikasi virus pernapasan berdasarkan perubahan arus listrik saat mereka melewati pori nano silikon, yang dapat mengarah ke yang baru. COVID-19 teks.

Pandemi global saat ini telah menciptakan kebutuhan mendesak akan tes cepat yang dapat mendiagnosis keberadaan SARS-CoV-2 virus, patogen penyebab COVID-19, dan membedakannya dari virus pernapasan lainnya. Sekarang, para peneliti di Jepang telah mendemonstrasikan sistem baru untuk mengidentifikasi virion patogen pernapasan umum dengan algoritme pembelajaran mesin yang dibentuk pada perubahan terkini dalam pori nano silikon. Pekerjaan ini dapat menghasilkan tes skrining yang cepat dan akurat untuk penyakit seperti COVID-19 dan influenza.

Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan bulan ini di Sensor ACS Ilmuwan di Universitas Osaka telah memperkenalkan sistem baru yang menggunakan pori-pori silikon yang cukup sensitif untuk mendeteksi bahkan satu partikel virus bila disertai dengan algoritma pembelajaran mesin.

Dalam metode ini, lapisan silikon nitrida hanya setebal 50 nm yang tersuspensi pada wafer silikon menambahkan pori-pori kecil, yang dengan sendirinya hanya berdiameter 300 nm. Ketika perbedaan tegangan diterapkan ke larutan dari setiap sisi sel, ion berjalan melalui pori-pori dalam proses yang disebut elektroforesis.

Pergerakan ion dapat dipantau oleh arus yang mereka hasilkan, dan ketika partikel virus memasuki nanopori, ia memblokir beberapa ion agar tidak melewatinya, yang mengarah ke perendaman sementara dalam arus. Setiap penyelaman mencerminkan sifat fisik partikel, seperti volume, muatan permukaan, dan bentuk, sehingga dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis virus.

Variasi alami pada sifat fisik partikel virus sebelumnya menghambat penerapan pendekatan ini, namun, dengan menggunakan pembelajaran mesin, tim membangun algoritme klasifikasi yang dibentuk dengan sinyal dari virus yang dikenal untuk menentukan identitas. dari sembilan sampel. “Dengan menggabungkan deteksi pori-pori partikel tunggal dengan kecerdasan buatan, kami dapat memperoleh identifikasi yang sangat akurat dari beberapa spesies virus,” jelas penulis senior Makusu Tsutsui.

Komputer dapat membedakan perbedaan bentuk gelombang arus listrik yang tidak dapat diidentifikasi oleh mata manusia, sehingga memungkinkan klasifikasi virus yang sangat akurat. Selain virus corona, sistem telah diuji dengan patogen serupa – virus pernapasan syncytial, adenovirus, influenza A dan influenza B.

Tim percaya bahwa virus korona sangat cocok untuk teknik ini karena protein eksternal runcing mereka juga dapat memungkinkan strain yang berbeda untuk diklasifikasikan secara terpisah. “Pekerjaan ini akan membantu pengembangan kit pengujian virus yang melampaui metode pemeriksaan virus konvensional,” kata mendiang penulis Tomoji Kawai.

Menanggapi tes virus cepat lainnya seperti reaksi berantai polimerase atau skrining berbasis antibodi, metode baru ini jauh lebih cepat dan tidak memerlukan reagen mahal, yang dapat mengarah pada tes diagnostik yang lebih baik untuk partikel virus yang muncul. menyebabkan penyakit menular seperti COVID-19.

Referensi: “Platform Patologi Digital untuk Diagnosis Infeksi Saluran Pernafasan melalui Deteksi Ganda Partikel Tunggal” oleh Akihide Arima, Makusu Tsutsui, Takeshi Yoshida, Kenji Tatematsu, Tomoko Yamazaki, Kazumichi Yokota, Shun’ichi Kuroda, Takashi Baba dan Tomoji Kawai, 16 September 2020, Sensor 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

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Genom manusia modern tertua, direkonstruksi menggunakan DNA tengkorak berusia 45 tahun

Tengkorak dari Gua Zlatyk dekat Praha ini adalah milik orang modern paling awal yang diketahui di Eropa. Penulis: Marek Jantach Tengkorak fosil seorang wanita...

Newsletter

Subscribe to stay updated.