学習型AIセンサシステムによる迅速・網羅的細菌検出と同定

使用学习型人工智能传感器系统进行快速、全面的细菌检测和识别

• 批准号: 22K14581
• 负责人: 嶋田 泰佑
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14581/
• 关键词: 細菌; 学習型センサ; 単一細菌センシング; 界面活性剤; 機械学習; マイクロ流体; ソーティング; マイクロポア; 単一細菌検出; 機械学習解析; データ強化

本年度では、網羅的な単一粒子検出法の構築とマイクロ流体の電子制御システム開発を進めた。(1)では、単一検体の網羅的検出を目的として、界面活性剤と圧力駆動の活用による単一検体センシング法の構築を行った。本センシングでは、検体の分散性向上のために界面活性剤を検討した。ここでは、細菌は界面活性剤により化学的に破砕されることがあるため、単一検体センシングに影響がない界面活性剤の濃度を検討した。圧力駆動と組み合わせて単一検体をポア内へ導入することにより、混合検体の各検体が混合比に近い比率でポアに導入されることを確認した。機械学習を駆使して、各検体をセンシングしたパルスデータから分類モデルを構築して、ポアを通過する混合検体を識別した。ポアを通過する検体の光学観察に基づき、パルス識別精度を検証したところ、混合検体中の単一検体を77％の精度で識別できることを実証した。(2)では、パルス識別結果に基づき単一検体をソーティングすることを目的として、マイクロ流体中でのソーティングに向けた電子制御システムを構築した。ソーティングはセンシングで生じたパルスに対して行い、マイクロ流体へ圧力を瞬間的に印加することで対象とする単一検体を分離することを想定している。本年度では、取得済みのセンシングデータ(ダミーパルス)をモデルとして、プログラム開発と圧力装置制御に関する検討を行った。本段階では、パルスの強度に基づきパルス検出を行い、検出されたパルスに対して圧力印加することを想定して、初期的な検討を進めた。上記検討により、①センシングデータ中のリアルタイムに自動検出して、②検出パルスに応答して圧力印加のオン・オフが可能なシステムを構築した。

This year, the development of electronic control systems for fluid systems has been advanced in the construction of single particle detection methods. (1)For the purpose of identifying and utilizing the interface active agent and pressure, the method of constructing a single model is proposed. This paper discusses the dispersion and interfacial activity of the polymer. The concentration of the surfactant is determined by the concentration of the surfactant. The ratio of each component of the mixture to the other component of the mixture is confirmed. Machine learning is the process of classifying each model. The optical detection accuracy of the single mode is 77% in the mixed mode. (2)The first step is to establish a system of electronic control. The fluid pressure is instantaneous, and the fluid pressure is instantaneous. During the year, we have been conducting research on the development and control of pressure devices. This section is based on the analysis of the strength of the sample, the analysis of the sample, and the initial analysis. The above description refers to the following: (1) automatic detection in the case of detection;(2) automatic detection in the case of detection; and (3) construction of possible detection system.

项目成果

Researchmap

研究地图

PMMA 製ナノワイヤデバイスによる体液中細胞外小胞由来 microRNA 抽出

使用 PMMA 纳米线装置从体液细胞外囊泡中提取 microRNA

• 发表时间: 2023
• 期刊: Bunseki Kagaku
• 影响因子: 0.2
• 作者: Hiroya Nishikawa;Koki Sano;Fumito Araoka;西川浩矢・佐野航季 ・栗原三郎・渡辺豪・荒岡史人;嶋田 泰佑，竹下 大貴，伊藤 聡，安井 隆雄，馬場 嘉信
• 通讯作者: 嶋田 泰佑，竹下 大貴，伊藤 聡，安井 隆雄，馬場 嘉信

バイオエアロゾルの捕集と検出技術

生物气溶胶采集与检测技术

• 发表时间: 2022
• 期刊: 空気清浄
• 作者: 嶋田泰佑;馬場嘉信
• 通讯作者: 馬場嘉信

PEG化PDMSを用いたポアセンサ保管と単一細菌計測への応用

使用聚乙二醇化PDMS的孔隙传感器存储及其在单细菌测量中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroshi Ueki;Mutsumi Ito;Yuri Furusawa;Seiya Yamayoshi;Shin-ichiro Inoue;Yoshihiro Kawaoka;嶋田泰佑; 藤野慶子; 安井隆雄; 加地範匡; 馬場嘉信
• 通讯作者: 嶋田泰佑; 藤野慶子; 安井隆雄; 加地範匡; 馬場嘉信

単一細菌センシングと抗菌薬刺激による耐性菌の迅速識別

通过单细菌传感和抗菌刺激快速识别耐药细菌

• 发表时间: 2023
• 作者: 井上健太郎;嶋田泰佑;安井隆雄;山崎聖司;西野邦彦;馬場嘉信
• 通讯作者: 馬場嘉信