Bio-Boffins conçoit un kit de test de virus COVID-19 potentiellement rapide à partir d’une plaquette de silicium et d’un code d’apprentissage automatique

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  • Boffins a démontré que les algorithmes d’apprentissage automatique pourraient aider les scientifiques à identifier les virus et pourraient même être utilisés pour développer des tests plus efficaces pour la présence du coronavirus COVID-19 dans un proche avenir.

    Des chercheurs de l’Université de Nagoya, de l’Université d’Osaka et de l’Institut national des sciences et technologies industrielles avancées, tous au Japon, ont formé un système pour reconnaître cinq types différents de virus: virus respiratoire syncytial, coronavirus, adénovirus et grippe A et B.Ces bio -nasties attaquent les systèmes respiratoires, avec des symptômes typiques de rhume et de grippe.

    Leur article, publié dans ACS Sensors, décrivant le système d’IA affirme que les algorithmes utilisés sont capables d’identifier ces types de virus avec une précision de 99%. Tout d’abord, l’équipe a construit un «capteur nanopore», un appareil fabriqué à partir d’une tranche de silicium. De minuscules trous de 300 nm de diamètre sont percés dans le métal pour former des canaux qui permettent aux ions de voyager à travers la tranche lorsqu’une tension est appliquée.

    Le nombre et le taux d’ions traversant le dispositif peuvent être détectés par la force du courant généré. Les particules virales bloquent les trous, ce qui rend plus difficile le déplacement des ions, et la quantité de courant produite diminue. Le dip fournit un moyen astucieux de détecter les virus, car il fournit des conseils décrivant les propriétés de la particule. En fait, les caractéristiques du trempage révèlent le type de virus présent, prétend-on.

    “Le nanopore a été conçu pour rendre l’électricité sensible à de multiples propriétés physiques des virus telles que la taille, la forme, la densité de charge de surface et la masse”, a expliqué Makusu Tsutsui, co-auteur de l’article et professeur à l’Université d’Osaka. Le registre. «Toutes ces caractéristiques se reflétaient dans les profils fins des signaux d’impulsion résistifs mesurés.»

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    En d’autres termes, la quantité de courant qui diminue dans le dispositif nanopore est unique pour chaque type de virus. Les profils actuels fournissent un moyen de caractériser les virus, et les algorithmes de forêt de rotation dans le système d’apprentissage automatique ont été formés pour classer chaque type de virus à partir de ces profils.

    Le capteur peut détecter de nouveaux virus en vérifiant si le profil actuel correspond à des échantillons connus. «L’approche nanopore pourrait devenir applicable pour identifier de nouvelles souches. Bien que cela dépende bien sûr de leur différence par rapport aux souches existantes, nous avons déjà constaté dans notre étude précédente que la méthode est suffisamment sensible pour discriminer les allotypes de la grippe », a déclaré Tsutsui.

    L’équipe estime que leur méthode est particulièrement adaptée pour identifier les coronavirus car la forme de chaque souche diffère légèrement. En apprenant aux capteurs nanopores à reconnaître le virus COVID-19, ils pensent que le dispositif peut être développé davantage pour tester la présence du nouveau coronavirus dans des échantillons. «Ce travail aidera au développement d’un kit de test de virus qui surpasse les méthodes conventionnelles d’inspection virale», a déclaré le dernier auteur Tomoji Kawai plus tôt cette semaine.

    «Comparée à d’autres tests viraux rapides comme la réaction en chaîne par polymérase ou les criblages à base d’anticorps, la nouvelle méthode est beaucoup plus rapide et ne nécessite pas de réactifs coûteux, ce qui peut conduire à des tests de diagnostic améliorés pour les particules virales émergentes qui causent des maladies infectieuses telles que COVID-19 », A ajouté Tsutsui. ®

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