Новый способ определения вида вирусов в организме пациента разработали исследователи из Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики и Национального исследовательского института гриппа имени А.А. Смородинцева. Универсальный тест способен определить заражения коронавирусной инфекцией и вирусом группы А и В, он подходит для всех патогенов. Пресс-служба ИТМО отмечает, что новая методика быстрее и точнее известных тестов.
Метод работает на основе реакции белков вируса на излучение лазера. Так как различные вирусы состоят из специфических белков, то и реакция на излучение у них будет совершенно разная. Свет лазера рассеивается на образце, а затем представляется в виде спектра. Разработчики применили поверхностно-усиленную рамановскую спектроскопию, которая и позволяет найти изменения в реакции белка на излучение. Так, можно определить наличие патогена и на ранних стадиях заболевания.
Результаты измерений спектрометра анализирует нейросеть. Она обучается на основе базы данных. Изначально авторы тренировали её определять вирусы при больших концентрациях патогена, в итоге точность определения в лабораторных условиях достигла 93%. Далее нейросеть определяла вирусы на реальных случаях заражение, их отличает то, что чаще всего они характеризуются низкими концентрациями инфекционных агентов. В таких условиях точность метода составила 84%. В то время как экспресс-тесты могут давать ложноположительный результат в 11-48% случаев.
Другим преимуществом является то, что по сравнению с ПЦР-тестами такой анализ можно сделать гораздо быстрее. Кроме того, каждая ПЦР-диагностика создана для определения одного патогена, а новое тестирование может определить любой тип, если информация о нём есть в базе данных. Так, во время экспериментов учёные выявили коронавирус, аденовирус, а также возбудителей гриппа.
«Наша технология поможет контролировать распространение новых вспышек вирусов. Например, прибор можно будет поставить при входе в помещение с большим скоплением людей. Посетитель сдаст мазок из носоглотки или образец слюны и через три минуты получит результат», — пояснил руководитель проекта, ведущий научный сотрудник лаборатории оптоэлектронного обеспечения киберфизических систем ИТМО Владимир Виткин.
Разработчики продолжают совершенствовать технологию. В будущем они собираются расширить базу данных, для того, чтобы нейросеть смогла определять большее количество различных инфекций. Также планируется улучшить её программное обеспечение, чтобы можно было определять не только вид патогена, но и его штамм.
Фото: Fotodom
ГОР