Грипп — это очень заразное респираторное заболевание, имеющее важное значение для всего мира по причине того, что ежегодно им болеют миллионы человек, и на сегодня существует риск распространения серьёзной эпидемии. Пассивная вакцинация — это единственный метод, позволяющий хоть как-то контролировать распространение вируса. В целях предотвращения эпидемий была разработана методика быстрой диагностики гриппа для незамедлительного лечения заболевания на его ранних стадиях. И, тем не менее, эта диагностическая методика на сегодняшний день всё ещё не обладает достаточной эффективностью.
В новом исследовании под эгидой Университета Осаки, опубликованном в Scientific Reports, команда учёных изучала полезность совмещения одночастичного нано-пористого сенсора с технологией искусственного интеллекта и пришла к выводу, что такой подход создаёт новый метод определения типов вирусов, что может применяться для идентификации одиночных вирионов гриппа.
Подпись к изображению: Обнаружение одиночного вириона гриппа с использованием твердотельных нанопор
Генетические методы позволяют определять многие виды вирусов, однако для этого требуется много времени и специально обученный персонал. Поэтому такие методы не подходят для пунктов оказания оперативной медицинской помощи. Новым решением стал разработанный учёными датчик, способный определять наноразмерные особенности вибрионов гриппа в физиологических образцах.
«При помощи машинного обучения мы анализировали характерные электрические сигнатуры вирионов, — говорит автор-корреспондент Макусу Цуцуи. – Применяя искусственный интеллект для анализа сигналов, с помощью нашей методики мы можем различать малейшие изменения в волновых характеристиках, которые без специального оборудования уловить невозможно. Это позволяет идентифицировать вирусы с высочайшей точностью».
При тестировании этого датчика исследовательская команда обнаружила, что электроосмотический поток (движение жидкости сквозь нанопору, индуцированное электрическим током) через поровый канал может блокировать прохождение невирусных частиц. Это гарантировало, что единственными частицами, попадавшими в поле зрения датчика, были вирусные частицы, вне зависимости от сложности образца, в котором эти вирусы были обнаружены.
«Наши тесты показали, что этот датчик может быть добавлен в тестовый набор для определения вирусов, поскольку он работает быстро и просто, – говорит ведущий автор Акихиде Арима. – Самое важное, что для работы с этим датчиком не требуются какие-то особые навыки и умения, поэтому он может легко применяться в медицинском учреждении практически любым медперсоналом».
Помимо использования для ранней диагностики гриппа этот нано-сенсорный метод может быть адаптирован для раннего обнаружения других вирусных частиц, что обеспечит отслеживание и оперативное предотвращение различных эпидемий и даже, вполне вероятно, пандемий.