深纳米测量揭示了隐藏的纳米颗粒

快速阅读: 据《科学日报》最新报道，你知道身体里充满着比细胞还小的微粒，如外泌体（EVs），但检测它们很困难。为此，研究人员开发了深纳米计量仪（DNM），能每秒检测超过10万个30纳米大小的粒子。DNM结合无监督深度学习降噪方法，提高了检测灵敏度。这项技术不仅推动了临床诊断发展，还适用于疫苗开发和环境监测等领域。岩本表示，DNM是他对已故母亲的致敬，旨在实现更快普及的诊断技术。

你知道你的身体里充满了比细胞还要小的微粒吗？这些包括被称为外泌体（EVs）的微粒。然而，外泌体极其稀少，要在数百万其他颗粒中找到它们需要耗时且昂贵的预富集过程。这促使研究人员，包括来自先进科学与技术研究中心的博士后研究员岩本裕一及其团队，寻找一种快速可靠地检测外泌体的方法。“传统的测量技术通常通量较低，使得短时间内可靠地检测稀有粒子变得困难。”岩本说。“为了解决这个问题，我们开发了深纳米计量仪（DNM），这是一种新的纳米粒子检测设备和一种无监督深度学习降噪方法来提高其灵敏度。这使得高通量检测成为可能，从而能够可靠地检测到如EVs这样的稀有粒子。”DNM的核心在于它能够检测大小仅为30纳米（十亿分之一米）的粒子，同时每秒能够检测超过10万个粒子。使用传统的高速检测工具，只能检测到强信号而弱信号可能会被忽略，而DNM能够捕捉到它们。这可能类似于在汹涌的大海中寻找一艘小船——如果波浪消失，留下一片平静的海洋，那么寻找小船就容易多了。人工智能（AI）组件在这方面提供了帮助，通过学习波浪的特性，从而帮助过滤掉波浪的影响。这项技术可以扩展到广泛依赖粒子检测的临床诊断领域，并且在疫苗开发和环境监测等领域也具有潜力。此外，基于AI的信号去噪技术还可以应用于电信号等领域。“DNM的发展对我来说是一段非常个人化的旅程。”岩本说。“这不仅是一项科学进步，也是对我已故母亲的致敬，她启发我研究癌症的早期检测。我们的梦想是使拯救生命的诊断更快、更普及。”

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