КОНЦЕНТРАЦИЮ АНТИБИОТИКОВ В МОЛОКЕ ОПРЕДЕЛИТ ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ

Российские специалисты из университета ИТМО разработали новую технологию, которая анализирует молоко на содержание антибиотиков и определяет их концентрацию при помощи электрохимического метода, основанного на свойстве веществ менять проводимость тока при окислении.

Система состоит из трех элементов: сенсора с электродом, устройства для подачи электричества и программы на основе машинного обучения, которая анализирует результаты измерений при помощи искусственного интеллекта (ИИ).

Один из разработчиков, аспирант научно-образовательного центра инфохимии ИТМО Вадим Беляев, рассказал о технологии: «Сначала мы разместили образец на электродном сенсоре из меди, никеля и углерода — при контакте с молоком эти вещества окисляются. Затем с помощью прибора для подачи электрического тока определенного напряжения (потенциостата) пустили напряжение на электрод.

Измерили отклик от сенсора с образцом: при окислении металла снижается его проводимость и прибор фиксирует это в виде перепадов напряжения тока. Чем меньше в молоке антибиотиков, тем сильнее окисляется металл на электроде: за этот процесс отвечает молочная кислота, продукт жизнедеятельности бактерий. Соответственно, падает и напряжение тока во всей системе».

Ученые провели ряд лабораторных исследований с пятью самыми распространенными антибиотиками: стрептомицином, пенициллином, тетрациклином, цефазолином и препаратом для животных — цефтиофуром. Растворы сухого молока с разными видами антибиотиков и их сочетаниями взаимодействовали с поверхностью электрода. Результаты их реакций фиксировались резкими отклонениями в вольт-амперных характеристиках.

Собранные данные разработчики применили для тренировки алгоритма машинного обучения. Они получили программный пакет, который анализирует входные сигналы от электрода и потенциостата и автоматически определяет наличие антибиотиков в образцах.