Многоцелевой сенсор для быстрого и точного тестирования на COVID-19

Ученые из университета Джона Хопкинса (США) разработали метод тестирования на COVID-19, основанный на использовании технологии поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (surface enhanced Raman spectroscopy, SERS) в сочетании с машинным обучением. Эта методология не требует подготовки образцов или специального обучения и позволяет получить результаты всего за 25 минут с точностью, сравнимой с точностью ПЦР, являющейся в настоящее время золотым стандартом. Технология проста в использовании: достаточно капнуть каплю слюны на устройство и получить отрицательный или положительный результат.

Описание своей разработки ученые опубликовали в журнале Nano Letters.

Интересно, что сенсорный материал может быть использоваться в стандартном формате чипа для персонализированного тестирования, но также может быть применен на поверхностях, к которым часто прикасаются, таких как дверные ручки, или даже в качестве носимого устройства для мониторинга окружающей среды и личного вирусного воздействия.

Новое устройство основано на применении технологии, которая предполагает использование лазера для исследования молекулярных колебаний в образце. В данном случае для усиления рамановского сигнала вирусных частиц в образце ученые использовали специализированную антенную решетку (flexible field enhancing metal insulator antenna, FEMIA), что позволило им обнаружить очень низкие уровни вируса. При анализе сигнала используется алгоритм машинного обучения. Технология проста в использовании и сравнительно быстро дает точный результат: исследователи сообщили о 92% точности и времени ожидания около 25 минут.

Главная новизна технологии заключается в том, что не требуется никаких дополнительных химических модификаций, таких как молекулярная маркировка или функционализация антител. Это означает, что сенсор в конечном итоге может быть использован в носимых устройствах.