Учени от Технологичния университет Нанянг в Сингапур представиха биочип, който в комбинация с изкуствен интелект открива хиляди различни микроРНК, които регулират гените, само от капка кръв с революционна скорост и точност от над 99%. Техните нива в кръвта са пряко свързани с развитието на заболявания като рака, сърдечносъдовите и невродегенеративните разстройства, поради което се считат за важни биомаркери за ранна диагностика. Всъщност е създаден прототип на устройство, което може да открива всички заболявания в организма за 20 минути само по една капка кръв.

Проблемът е, че микроРНК се откриват изключително трудно. Те присъстват в организма в много малки количества, а структурите им често са сходни една с друга, поради което стандартните методи не винаги ги разпознават точно.

За да решат този проблем, изследователите са разработили специална нанофотонна структура – наноповърхности. Тези миниатюрни образувания, стотици пъти по-малки от дебелината на човешки косъм, по своята конструкция наподобяват „пещера“ с отразяващи стени. Те действат като светлинни капани, усилвайки флуоресцентните сигнали, възникващи при свързването на микроРНК със сондите, което позволява откриването дори на единични молекули.

Въз основа на тази технология е създаден биосензорен чип, комбиниран с модела за компютърно зрение Mask R-CNN. Алгоритъмът автоматично анализира микроскопичните изображения, разпознава сигналите и разграничава видовете микроРНК.

Създаденият от учените прототип се състои от цветна камера, която разчита изображенията от нанофотонния чип, и мобилно приложение за анализ на микроРНК, базирано на изкуствен интелект. Достатъчно е да се нанесе капка кръв върху чипа и устройството улавя хилядите сигнали в едно изображение, които незабавно се обработват от изкуствения интелект. Това позволява едновременното откриване на множество биомаркери.

В сравнение с метода на полимеразната верижна реакция, който е „златен стандарт“ за разпознаване на микроРНК, новата технология е много по-бърза. Анализът отнема около 20 минути вместо няколко часа и не изисква сложна подготовка на пробите.

При тестовете платформата открива три микроРНК (miR-191, miR-25 и miR-130a), свързани с рака на белия дроб, като демонстрира точност от над 99% дори при изключително ниски концентрации. В бъдеще учените планират да разширят приложението на технологията от диагностика на заболявания до използването ѝ във фармацевтичните изследвания.

Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.

С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.