什么是纳米孔?纳米孔是薄衬底(通常是硅片)上的一个极小的孔。纳米孔的直径可能从几纳米到几百纳米不等——这个尺度小到足以对付导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒。
该研究的主要作者Kaoru Murakami解释说:“我们的技术包括观察不同材料通过微小纳米孔时电流的变化。通过使用人工智能，我们可以了解包括病毒在内的不同材料的结构、体积和表面电荷。”
SARS-CoV-2是许多其他RNA病毒的典型特征，因为它会不断变异，从而改变病毒的特性，包括感染率和症状。该病毒的一种臭名昭著的突变，即组粒变异，于2021年11月首次被发现，并以其快速传播的能力而闻名。迄今为止，COVID-19检测面临的最大挑战之一是准确确定样本中是否存在新突变的变体。
因此，研究人员首先试图证明他们的平台可以检测到SARS-CoV-2的六种不同变体之间的差异。接下来，他们研究了他们的平台是否能在241份唾液样本中识别出SARS-CoV-2菌株，这些样本来自132名SARS-CoV-2感染者和109名未感染者。
该平台不仅能够区分SARS-CoV-2变体，而且还能够在100%的时间内确定组粒变体的存在。
研究人员假设，他们的人工智能驱动的平台正在检测覆盖在冠状病毒表面的所谓刺突蛋白(也称为s蛋白)的差异。这些蛋白质往往突变得非常快，与宿主细胞受体结合，在穿透宿主细胞的过程中起着至关重要的作用。
到目前为止，检测SARS-CoV-2的金标准一直是一种名为RT-PCR(逆转录聚合酶链反应试验)的方法。
“与RT-PCR一样，我们的人工智能纳米孔平台可以以高灵敏度和特异性检测冠状病毒。然而，我们的纳米孔系统的一个主要优点是它便宜得多，并且有可能在给定的时间内测量更多的样品，”资深作者Masaaki Murakami解释说。
该系统的好处并非仅针对SARS-CoV-2;其他RNA病毒也有很高的突变率，所以这个平台可以用来检测流感等病毒。这个新平台甚至可以迅速用于检测下一种新出现的传染病。
