К тесту на коронавирус по дыханию

Стандартный тест на COVID-19 с помощью назофарингеального мазка — неприятная процедура, требующая лабораторного анализа SARS-CoV-2 RNA методом RT-PCR, что занимает несколько дней. Исследователи, сообщающие в ACS Nano, разработали прототип устройства для неинвазивного обнаружения COVID-19 в выдыхаемом воздухе.

Целью было создание быстрого, недорогого и простого в использовании теста. Устройство представляет собой сенсор на основе наноматериалов, аналогичный алкотестеру. Принцип основан на том, что вирусы и инфицированные клетки выделяют летучие органические соединения (VOC), которые можно обнаружить в дыхании.

Как работает сенсор:

  • Создан массив наночастиц золота, связанных с молекулами, чувствительными к различным VOC.
  • При взаимодействии VOC с молекулами электрическое сопротивление наночастиц меняется.

Обучение и тестирование:

  1. С помощью машинного обучения сенсор обучили распознавать COVID-19, сравнивая паттерны сигналов сопротивления от:
    • 49 пациентов с подтверждённым COVID-19,
    • 58 здоровых людей из контрольной группы,
    • 33 пациентов с не-COVID лёгочными инфекциями (Ухань, Китай).
  2. Участники дули в устройство 2-3 секунды с расстояния 1-2 см.
  3. После идентификации потенциальной сигнатуры COVID-19 с помощью машинного обучения точность устройства проверили на части участников.

Результаты точности в тестовой выборке:

  • 76% — в различении случаев COVID-19 и контрольной группы.
  • 95% — в различении COVID-19 и других лёгочных инфекций.
  • 88% — в различении больных и выздоровевших пациентов с COVID-19.

Хотя тест требует валидации на большем числе пациентов, он может быть полезен для скрининга больших популяций, чтобы определить, кому требуется дальнейшее тестирование.