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新冠病毒的新检测技术:显微镜与人工智能相结合,检测成功率可达96%

Emma Chou

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新冠肺炎流行病仍在威胁着人类生命,频繁地进行COVID-19检测已经成为日常生活的一部分。新冠病毒依旧是狡猾的敌人,因此检测病毒时需要更加仔细。近日,贝克曼公司的研究人员将显微镜与人工智能配对,研发出一种快速、准确且具有成本效益的COVID-19测试。

贝克曼公司的研究员Gabriel Popescu发现,虽然目前有许多技术可以检测新冠病毒,但都没有使用无标记的光学方法。因此,Popescu的团队专注研究一种通常用于细胞可视化的技术:空间光图像显微镜(SLIM),有利于无化学(或无标签)成像。

生物工程专业的研究生Neha Goswami补充道,SLIM不仅可以检测到病毒,还可以区分不同类型的病毒。研究人员还发现可以通过人工智能识别SLIM的数据。

研究人员向人工智能程序介绍了一对图像:一个产生荧光的染色新冠病毒粒子,和一个用荧光SLIM多模态显微镜拍摄的相位图像。人工智能通过训练,能够识别这些图像是相同的。经过足够的重复,机器学会了直接从SLIM、无标签图像中检测病毒,而不需要额外的支持。此外,人工智能还能将新冠病毒与其他类型的病毒和颗粒区分开来。

研究中,人工智能学会了分辨新冠病毒和其他病毒病原体,如H1N1,即甲型流感;HAdV,即腺病毒;以及ZIKV,即寨卡病毒。临床前试验非常成功,新冠病毒的检测和分类成功率达到96%。

研究人员推测,受检测者将戴上一个面罩,面罩上有一个透明的玻璃片;对着固定的玻璃片呼吸或说话或大声朗读,这样就能进行检测。玻璃片上附着的任何颗粒将被成像和分析,以检测任何存在的病毒。

Goswami认为这项研究有两个优势,一个是能迅速在一分钟内进行检测,另外,测试的成本只是面罩和玻璃片的费用,无需在样本中添加化学品或改造样本。

研究对新冠病毒的快速检测、诊断与减少COVID-19的传播具有重要的意义。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文:

https://www.nature.com/articles/s41377-021-00620-8


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