Клещевой энцефалит — серьезная проблема для всего мира. Ежегодно в России более 15 тысяч человек подвергаются укусам клещей, и каждый из них рискует пострадать от тяжелого заболевания, поэтому важно найти быстрый и доступный способ обнаружения клещевого энцефалита.
Ученые группы хемометрики Научно-образовательного центра инфохимии Университета ИТМО разработали мини-платформу, которая позволит быстро определять опасный вирус в домашних условиях. Она работает по принципу электрохимического анализа и метода машинного обучения, многослойного перцептрона, основанного на изучении нейронных сетей. Человеку будет достаточно поместить образец клеща на сенсор. Затем данные обработает специальное электронное устройство — потенциостат со встроенным программным обеспечением.
Машинное обучение проводится на основе снятых на потенциостате данных, отражающих зависимость силы тока от напряжения. Таким образом, с помощью универсальной электрохимической платформы будет возможно достоверно определить наличие вируса энцефалита в образце клеща. К потенциостату можно подключать свой смартфон, на который и будет выводиться результат.
«Сейчас довольно трудно быстро определить заражение. Для этого нужно аккуратно вытащить клеща и отвезти его в сохранности в больницу на анализ. Это неудобно и не всегда возможно. Если затянуть с диагностикой, то потом можно только провести анализ крови на антитела, когда человек уже болен. Наша разработка позволит быстро и достаточно точно детектировать вирус клещевого энцефалита даже в домашних условиях», — разъясняет автор исследования, магистрант НОЦ Инфохимии Университета ИТМО Артемий Иванов.
В перспективе этот метод с применением универсальной электрохимической платформы и алгоритмов машинного обучения может быть использован не только для детекции клещевого энцефалита, но также для определения широкого круга патогенных организмов и вирусов, в том числе SARS-CoV-2.
«Вдохновляющим образцом в этом случае является, разумеется, глюкометр. Очень небольшое и удобное устройство для быстрого анализа. Наша разработка имеет все шансы стать удобным прибором для повседневного использования. Разрабатываемые нами небольшие потенциостаты со сменными печатными электродами будут практически идентичны глюкометрам», — поясняет исследователь.
Статья: Artemii S. Ivanov, Konstantin G. Nikolaev, Anna A. Stekolshchikova, Weini T. Tesfatsion, Stanislav O. Yurchenko, Kostya S. Novoselov, Daria V. Andreeva, Maya Yu. Rubtsova, Mikhail F. Vorovitch, Aydar A. Ishmukhametov, Alex M. Egorov and Ekaterina V. Skorb. «Tick-Borne Encephalitis Electrochemical Detection by Multilayer Perceptron on Liquid–Metal Interface». ACS Appl. Bio Mater. 2020, https://doi.org/10.1021/acsabm.0c00954
Пресс-служба Университета ИТМО
