Desenvolvimento de plataforma biofotônica associada a algoritmos de inteligência artificial para identificação de SARS-CoV-2 em saliva artificial

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Taveira, Elisa Borges
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35351
Resumo: The rapid spread of COVID-19 and SARS-CoV-2 variants represents a global issue, even after vaccine development. The development of novel sustainable screening platforms to detect SARS-CoV-2 directly is a faster alternative to serologically-based assays. Here, we used attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) supported by artificial intelligence algorithms to identify unique infrared vibrational modes of a pseudotyped human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1) coupled to Spike (S) protein of SARS-CoV-2 (HIV/NanoLuc-SARS-CoV-2 pseudotype virus), diluted in eight different concentrations in artificial saliva samples to develop a self-collected, reagent-free, and green technology for SARS-CoV-2 detection. Linear Discriminant Analysis algorithm was applied to differentiate 2.27 x 106 RLU/ml, 1.14 x 106 RLU/ml, 5.68 x 105 RLU/ml, 2.84 x 105 RLU/ml, 1.42 x 105 RLU/ml, 7.10 x 104 RLU/ml, 3.55 x 104 RLU/ml, and 1.77 x 104 RLU/ml of HIV/NanoLuc-SARS-CoV-2 in artificial saliva. The discrimination for four different concentrations in 1.14 x 106 RLU/ml, 5.68 x 105 RLU/ml, 2.84 x 105 RLU/ml and 1.42 x 105 RLU/ml varied between 88% and 94%. The performance for 7.10 x 104 RLU/ml was 85%. The discrimination for the lower concentrations in 3.55 x 104 RLU/ml and 1.77 x 104 RLU/ml were 72% and 79%, respectively. Our findings demonstrate a potential application of this reagent-free biophotonic platform supported with machine learning algorithms to detect SARS-CoV-2 in saliva.
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Here, we used attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) supported by artificial intelligence algorithms to identify unique infrared vibrational modes of a pseudotyped human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1) coupled to Spike (S) protein of SARS-CoV-2 (HIV/NanoLuc-SARS-CoV-2 pseudotype virus), diluted in eight different concentrations in artificial saliva samples to develop a self-collected, reagent-free, and green technology for SARS-CoV-2 detection. Linear Discriminant Analysis algorithm was applied to differentiate 2.27 x 106 RLU/ml, 1.14 x 106 RLU/ml, 5.68 x 105 RLU/ml, 2.84 x 105 RLU/ml, 1.42 x 105 RLU/ml, 7.10 x 104 RLU/ml, 3.55 x 104 RLU/ml, and 1.77 x 104 RLU/ml of HIV/NanoLuc-SARS-CoV-2 in artificial saliva. The discrimination for four different concentrations in 1.14 x 106 RLU/ml, 5.68 x 105 RLU/ml, 2.84 x 105 RLU/ml and 1.42 x 105 RLU/ml varied between 88% and 94%. The performance for 7.10 x 104 RLU/ml was 85%. The discrimination for the lower concentrations in 3.55 x 104 RLU/ml and 1.77 x 104 RLU/ml were 72% and 79%, respectively. Our findings demonstrate a potential application of this reagent-free biophotonic platform supported with machine learning algorithms to detect SARS-CoV-2 in saliva.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)A rápida dispersão da COVID-19 e das variantes do SARS-CoV-2 representa um problema global, mesmo depois da progressão das vacinas. O desenvolvimento de novas plataformas sustentáveis de diagnóstico, para identificar diretamente o SARS-CoV-2, é uma alternativa mais rápida aos testes sorológicos. Neste estudo, nós utilizamos espectroscopia infravermelha com transformada de Fourier de reflexão total atenuada (ATR-FTIR) combinada com algoritmos de inteligência artificial para identificar os modos vibracionais infravermelhos de um pseudovírus de imunodeficiência humana adquirida tipo 1 (HIV-1) com proteína Spike do SARS-CoV-2 acoplada na superfície (pseudovírus HIV/NanoLuc-SARS-CoV-2), diluído em oito diferentes concentrações em amostras de saliva artificial – com o objetivo de desenvolver um método de auto coleta, livre de reagentes e com tecnologia verde para detecção do SARS-CoV-2. O algoritmo de Análise de Discriminante Linear foi aplicado para diferenciar as concentrações 2.27 x 106 RLU/ml, 1.14 x 106 RLU/ml, 5.68 x 105 RLU/ml, 2.84 x 105 RLU/ml, 1.42 x 105 RLU/ml, 7.10 x 104 RLU/ml, 3.55 x 104 RLU/ml, e 1.77 x 104 RLU/ml do pseudovírus (HIV/NanoLuc-SARS-CoV-2) na saliva artificial. A acurácia para 4 diferentes concentrações: 1.14 x 106 RLU/ml, 5.68 x 105 RLU/ml, 2.84 x 105 RLU/ml e 1.42 x 105 RLU/ml variou entre 88% e 94%. A performance para 7.10 x 104 RLU/ml foi de 85%. Já a discriminação para as concentrações mais baixas de 3.55 x 104 RLU/ml e 1.77 x 104 RLU/ml foram de 72% e 79%, respectivamente. Nossos resultados demonstram potencial para aplicação dessa plataforma biofotônica livre de reagentes apoiada por algoritmos de inteligência artificial na detecção do SARS-CoV-2 pela saliva.2024-07-07Universidade Federal de UberlândiaBrasilOdontologiaGuevara-Vega, Marco Fidelhttp://lattes.cnpq.br/8742381729938603Silva, Robinson Sabino dahttp://lattes.cnpq.br/1886483839073466Sabino-Silva, Robinsonhttp://lattes.cnpq.br/1886483839073466Oliveira, Fabiana Sodréhttp://lattes.cnpq.br/4466872588578468Cardoso, Sérgio Vitorinohttp://lattes.cnpq.br/4828743901928344Garcia Júnior, Marcelo Augustohttp://lattes.cnpq.br/6720387318774380Taveira, Elisa Borges2022-08-01T14:23:25Z2022-08-01T14:23:25Z2022-07-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfTAVEIRA, Elisa Borges. Desenvolvimento de plataforma biofotônica associada a algoritmos de inteligência artificial para identificação de SARS-CoV-2 em saliva artificial. 2022, 24 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Odontologia) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35351porAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2024-08-05T14:46:34Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/35351Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2024-08-05T14:46:34Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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