Memilah virus dengan pembelajaran mesin


Newswise – Osaka, Jepang – Pandemi global yang sedang berlangsung telah menciptakan kebutuhan mendesak akan tes cepat yang dapat mendiagnosis keberadaan virus SARS-CoV-2, patogen penyebab COVID-19, dan membedakannya dari virus pernapasan lainnya. Sekarang, para peneliti dari Jepang telah mendemonstrasikan sistem baru untuk identifikasi virion tunggal dari patogen pernapasan umum menggunakan algoritme pembelajaran mesin yang dilatih pada perubahan arus di seluruh 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 ketika digabungkan dengan algoritma pembelajaran mesin.

Dalam metode ini, lapisan silikon nitrida hanya setebal 50 nm yang tersuspensi pada wafer silikon ditambahkan pori-pori kecil, yang dengan sendirinya hanya berdiameter 300 nm. Ketika perbedaan tegangan diterapkan ke larutan di kedua sisi wafer, ion berjalan melalui pori-pori dalam proses yang disebut elektroforesis.

Gerakan ion dapat dipantau oleh arus yang mereka hasilkan, dan ketika partikel virus memasuki nanopori, ia memblokir beberapa ion agar tidak melewatinya, yang mengarah ke penurunan sementara arus. Setiap kemiringan merefleksikan sifat fisik partikel, seperti volume, muatan permukaan, dan bentuk, sehingga dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis virus.

Variasi alami dalam sifat fisik partikel virus sebelumnya menghalangi penerapan pendekatan ini, namun, dengan menggunakan pembelajaran mesin, tim membuat algoritme klasifikasi yang dilatih dengan sinyal dari virus yang dikenal untuk menentukan identitas sampel baru. “Dengan menggabungkan penginderaan pori-pori partikel tunggal dengan kecerdasan buatan, kami dapat mencapai identifikasi yang sangat akurat dari beberapa spesies virus,” jelas penulis senior Makusu Tsutsui.

Komputer dapat membedakan perbedaan bentuk gelombang arus listrik yang tidak dapat dikenali oleh mata manusia, yang memungkinkan klasifikasi virus yang sangat akurat. Selain virus corona, sistem 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 luarnya yang tajam bahkan memungkinkan strain yang berbeda diklasifikasikan secara terpisah. “Pekerjaan ini akan membantu pengembangan alat tes virus yang mengungguli metode pemeriksaan virus konvensional,” kata penulis terakhir Tomoji Kawai.

Dibandingkan dengan 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 yang menyebabkan penyakit menular seperti COVID-19.

###

Artikel, “Platform patologi digital untuk diagnosis infeksi saluran pernapasan melalui deteksi partikel tunggal multipleks,” diterbitkan di Sensor ACS di DOI: https: //doi.org /10.1021 /elevator.0c01564

Tentang Universitas Osaka

Universitas Osaka didirikan pada tahun 1931 sebagai salah satu dari tujuh universitas kekaisaran Jepang dan sekarang menjadi salah satu universitas komprehensif terkemuka di Jepang dengan spektrum disiplin ilmu yang luas. Kekuatan ini digabungkan dengan dorongan tunggal untuk inovasi yang meluas di seluruh proses ilmiah, dari penelitian fundamental hingga penciptaan teknologi terapan dengan dampak ekonomi yang positif. Komitmennya terhadap inovasi telah diakui di Jepang dan di seluruh dunia, dinobatkan sebagai universitas paling inovatif di Jepang pada tahun 2015 (Top 100 Reuters 2015) dan salah satu institusi paling inovatif di dunia pada tahun 2017 (Universitas Inovatif dan Inovasi Indeks Alam 2017) . Sekarang, Universitas Osaka memanfaatkan perannya sebagai Perusahaan Universitas Nasional yang Ditunjuk yang dipilih oleh Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi untuk berkontribusi pada inovasi bagi kesejahteraan manusia, pembangunan masyarakat yang berkelanjutan, dan transformasi sosial.

Situs web: https: //resou.osaka-u.ac.jp /di/puncak


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author