“如果要評估微塑料對人類和動(dòng)物的影響，那么主要的儀器將是一種檢測生物體或細(xì)胞中微塑料的技術(shù)。我們試圖找出哪些塑料顆粒更好地滲透到活細(xì)胞中，哪些更有害，它們位于何處，以及如何區(qū)分體內(nèi)的一種類型的塑料和另一種類型，”KFU 的研究助理 Gölnur Fakhrullina 博士說。生物納米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和該項(xiàng)目的首席研究員。
該出版物中使用的技術(shù)基于使用暗視野顯微鏡對活細(xì)胞進(jìn)行成像。然后通過深度學(xué)習(xí)算法篩選成像數(shù)據(jù)，這有助于識別細(xì)胞中的粒子。
“在模型研究中，我們使用了由各種染料著色的聚苯乙烯顆粒，并與人類細(xì)胞一起孵育。為了使懸浮液和細(xì)胞內(nèi)的顆?？梢暬覀冊诟弑堵氏率褂昧烁邔Ρ榷劝祱鲲@微鏡。然后將數(shù)據(jù)上傳到殘差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ResNet)中進(jìn)行學(xué)習(xí)和測試。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型似乎能夠以與光譜分析相媲美的準(zhǔn)確度確定粒子類別，”Fakrullina 博士補(bǔ)充道。
所應(yīng)用的方法可用于篩選各種樣品中的微塑料。它非常靈敏，可以減少高光譜成像特有的耗時(shí)的數(shù)據(jù)采集和處理步驟，在這種情況下可以省略。
“暗場顯微鏡為非常小的物體提供具有大量獨(dú)特特征的圖像。在明場中，微粒要么根本不可見，要么被視為同質(zhì)點(diǎn)，沒有可辨別的特征。圖片中包含的粒子信息越多，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理它們就越簡單，結(jié)果也越好，”生物納米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的合著者兼博士生 Ilnur Ishmukhametov 解釋說。
1 微米聚苯乙烯顆粒的檢測準(zhǔn)確度為 93%。重要的是，可以通過提高人工智能算法的效率來進(jìn)一步改進(jìn)該技術(shù)。
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