В настоящее время типирование гриппа в клинической практике осуществляется с помощью иммунохроматографического метода, основанного на взаимодействии антиген-антитело. Этот метод позволяет простую диагностику инфекционных заболеваний. Тем не менее, он также имеет проблему в том, что один молекулярный элемент распознавания (MRE) распознает только конкретный целевой аналит.

Тем временем, группа исследователей во главе с Университетом Осаки ранее преуспела в многократном обнаружении вирусов гриппа (типы гриппа A и B и подтипы гриппа A) с высокой точностью, используя новый метод обнаружения одного вируса, который объединяет датчик нанопор и искусственный интеллект (AI) технология .

В этом исследовании команде удалось применить концепцию иммунохроматографии к основанному на искусственном интеллекте подходу к восприятию нанопор . Как опубликовано в Журнале Американского химического общества , они продемонстрировали идентификацию вирусов гриппа с высокой степенью точности благодаря специфическим межмолекулярным взаимодействиям между отдельным вирусом и пептидной молекулой в нанопоре с использованием анализа паттерна сигнала ионного тока посредством машинного обучения. ,

Исследователи синтезировали пептидные молекулы (пептидные зонды) для сенсора нанопор с помощью пептидной инженерии. В отличие от традиционных методов иммунохроматографии, они решили разработать пептидные (распознающие) зонды со слабой специфичностью к гемагглютинину вируса гриппа А.

Они также разработали нанопоры Au и украсили поверхность стены пептидными зондами. В результате команде удалось увеличить время прохождения определенных вирусов через нанопоры (время транслокации) в зависимости от межмолекулярных взаимодействий вирион-пептид при обнаружении одного вируса датчиком нанопор. Кроме того, применяя распознавание образов с использованием машинного обучения для анализа сигналов ионного тока, они обнаружили четкие различия в молекулярных взаимодействиях между пептидами и вирусной поверхностью гриппа A и B.

Исследователям удалось разработать новый метод идентификации вирусов, основанный на распознавании одной частицы несколькими молекулами с использованием нанопор, что продемонстрировало полезность этого устройства для типирования гриппа .

Автор-корреспондент Макусу Цуцуи говорит: «Наш нанопористый сенсор для молекулярного распознавания можно использовать для различных аналитов от ДНК до бактерий, просто изменяя размер поры, что приведет к обнаружению одного вируса, что подорвет обычные иммунохроматографические тесты с использованием многих образцов и распознавания молекулы.