Wissenschaftler der Universität Osaka haben ein neues System vorgestellt, das Silizium-Nanoporen nutzt. Sie sind Reste
Zu einer nur 50 nm dicken Siliziumnitridschicht,Wissenschaftler fügten winzige Nanoporen hinzu. Wenn an die Lösung auf beiden Seiten des Wafers eine unterschiedliche Spannung angelegt wird, passieren Ionen während der Elektrophorese die Nanoporen.
Die Bewegung von Ionen kann durch das erzeugte verfolgt werdensie aktuell. Wenn ein Viruspartikel in die Nanopore eintritt, blockiert es den Durchgang einiger Ionen, was zu einem kurzfristigen Stromabfall führt. Jeder Neigungswinkel spiegelt die physikalischen Eigenschaften des Partikels wider, wie z. B. sein Volumen, seine Oberflächenladung und seine Form. Diese Metriken können verwendet werden, um den Virustyp zu bestimmen.
Detektion einzelner Viruspartikel mit Festkörper-Nanoporen. Bildnachweis: Osaka University.
Natürliche Veränderung der physikalischen EigenschaftenViruspartikel haben diesen Ansatz zuvor behindert. Mithilfe des maschinellen Lernens erstellte das Team einen Klassifizierungsalgorithmus, um neue Stichproben zu identifizieren. „Durch die Kombination der Einzelpartikelerkennung von Nanoporen mit künstlicher Intelligenz konnten wir verschiedene Arten von Viren hochgenau identifizieren“, erklärt der leitende Autor der Studie, Makusu Tsutsui.
Das Team geht davon aus, dass Coronaviren für diese Methode besonders gut geeignet sind. Ihre stacheligen äußeren Proteine ermöglichen sogar die getrennte Klassifizierung verschiedener Stämme.
Im Vergleich zu anderen viralen Schnelltests wie PCR oder Antikörperscreening ist die neue Methode viel schneller und erfordert keine teuren Reagenzien.
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