Диагностика будущего: биочип с ИИ находит маркеры любых заболеваний за 20 минут по одной капле крови.

Учёные из Технологического университета Наньянг в Сингапуре представили революционный биочип, который в комбинации с искусственным интеллектом обнаруживает тысячи различных микроРНК — молекул, регулирующих гены, — всего из одной капли крови. Точность диагностики превышает 99%.

МикроРНК являются важными биомаркерами для ранней диагностики рака, сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний. Однако их обнаружение крайне затруднено: они присутствуют в организме в очень малых количествах, а их структуры часто схожи между собой.

Для решения этой проблемы исследователи разработали специальную нанофотонную структуру — наноповерхности, которые по своей конструкции напоминают «пещеру» с отражающими стенами. Они действуют как световые ловушки, усиливая флуоресцентные сигналы, возникающие при связывании микроРНК со зондами, что позволяет обнаруживать даже единичные молекулы.

На основе этой технологии создан биосенсорный чип, комбинированный с моделью компьютерного зрения Mask R-CNN. Алгоритм автоматически анализирует микроскопические изображения, распознаёт сигналы и различает виды микроРНК. Прототип устройства состоит из цветной камеры, которая считывает изображения с нанофотонного чипа, и мобильного приложения для анализа на основе искусственного интеллекта.