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

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.