Ученые из ИТМО разрабатывают детектор вирусов, который позволит обнаруживать патогены в кратчайшие сроки
Команда исследователей из Университета ИТМО разработала методику, позволяющую детектировать вирусные частицы в биологических образцах. Статья с результатами была опубликована в высокорейтинговом тематическом журнале «Biosensors». Работа проводится в рамках проекта «Рентгеновские лазерные технологии в нано- и биоматериаловедении» (соглашение № 075-15-2021-1349/5).
Методика построена на эффекте возникновения плазмонного резонанса в наночастицах металла при падении на них лазерного излучения определенной длины волны. За счет данного эффекта возможно усилить сигнал рамановского рассеяния от образцов биоматериалов, которые расположены на резонансной подложке. Исследования, использующие такой подход, носят название поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии.
В своей работе ученые использовали вирусы гриппа А и гриппа В. Были решены две задачи: обнаружение вируса в образце и определение конкретного штамма вируса. Для этого применялась технология машинного обучения, благодаря которой удалось классифицировать получаемые спектры. Точность детектирования вируса при высоких концентрациях составила 93%. При низких концентрациях, сопоставимых с концентрациями вирусов в клинических образцах, это значение достигало 84%. Работа выполнена в сотрудничестве с ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России.
Для усовершенствования разработанной методики ученые использовали мощности станции БиоМУР установки Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований, благодаря чему удалось с высокой точностью оценить полиморфность вирусных частиц.
Рисунок: пример классификации спектров вирусных частиц (голубой – контроль без вируса, синий – вирус гриппа А, зеленый – вирус гриппа В).
Источник: ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО»