طور العلماء طريقة جديدة لتحديد جزيئات الفيروس الفردية بناءً على التغيرات في التيار الكهربائي عندما تمر عبر المسام فائقة الصغر، وهو تقدم يزعمون أنه قد يؤدي إلى اختبارات COVID-19 الجديدة السريعة.
أظهرت الدراسة ، التي نُشرت في مجلة ACS Sensors ، نظامًا جديدًا لتحديد جزيئات الفيروس الفردية باستخدام خوارزمية مدربة لاكتشاف التغيرات في التيار المار عبر مسام السيليكون النانوية.
تقنية جديدة لتحديد جزيئات كورونا
ووفقًا لعلماء، بمن فيهم من جامعة أوساكا في اليابان، قد يؤدي العمل إلى اختبارات فحص سريعة ودقيقة لأمراض مثل فيروس كورونا والإنفلونزا.
في الطريقة الجديدة، قال العلماء، إن طبقة من نيتريد السيليكون المركب بسماكة 50 نانومتر (نانومتر) تحتوي على مسام نانوية صغيرة مضافة، هذه الطبقة معلقة على رقاقة من السيليكون، وعندما يتم تطبيق فرق الجهد على المحلول على جانبي الرقاقة، تنتقل الأيونات عبر الثقوب النانوية في عملية تسمى الرحلان الكهربائي.
باستخدام الذكاء الاصطناعي (AI) ، بنى فريق البحث خوارزمية تصنيف مدربة بإشارات من فيروسات معروفة لتحديد هوية العينات الجديدة.
وقال العلماء، إن الكمبيوتر يمكنه تمييز الاختلافات في أشكال موجات التيار الكهربائي التي لا يمكن تحديدها بالعين البشرية، مما يتيح تصنيفًا دقيقًا للغاية للفيروسات، بالإضافة إلى فيروس كورونا، وأكدوا أن النظام تم اختباره مع مسببات الأمراض مثل الفيروس الغدي والإنفلونزا أ والإنفلونزا ب.
أوضح كبير مؤلفي الدراسة من جامعة أوساكا باليابان: "أنه من خلال الجمع بين استشعار الثقوب النانوية أحادي الجسيم والذكاء الاصطناعي، تمكنا من تحقيق تحديد دقيق للغاية لأنواع فيروسية متعددة".
يعتقد الباحثون أن فيروسات كورونا مناسبة بشكل خاص لهذه التقنية، لأن بروتيناتها الخارجية الشائكة قد تسمح بتصنيف سلالات مختلفة بشكل منفصل، ووفقا للباحثين، سيساعد هذا العمل في تطوير مجموعة أدوات اختبار الفيروسات التي تتفوق في الأداء على طرق الفحص الفيروسي التقليدية".
مقارنة بالاختبارات السريعة الأخرى مثل PCR أو الشاشات القائمة على الأجسام المضادة، قال الباحثون، إن الطريقة الجديدة أسرع بكثير ولا تتطلب كواشف مكلفة، ويعتقدون أن التقنية الجديدة قد تؤدي إلى اختبارات تشخيصية محسنة للفيروسات الناشئة التي تسبب الأمراض المعدية مثل COVID-19.
