Учёные СФУ открыли, как использовать алгоритмы машинного обучения для определения типа загрязняющих веществ с помощью метода ферментативного биотестирования. Публикация, посвящённая определению и классификации загрязнений окружающей среды с помощью нейронных сетей, опубликована в международном журнале, посвящённом химическим открытиям, «Sensors and Actuators B: Chemical».Как пояснил автор, научный сотрудник лаборатории биолюминесцентных биотехнологий СФУ Иван Денисов, в исследовании представлена специфика влияния различных типов загрязнителей окружающей среды на ферменты светящихся бактерий и способ автоматизации анализа такой специфики.
Механизм обнаружения веществ-загрязнителей окружающей среды связан с их способностью нарушать работу ферментов светящихся бактерий. Снижение каталитической активности ферментов приводит к уменьшению интенсивности светового излучения, что позволяет учёным фиксировать эти изменения чувствительными детекторами и делать выводы после обработки измерений. Основной результат работы связан с тем, что наблюдаемые данные учёные могут использовать для автоматической классификации загрязнителей с помощью нейронных сетей. В перспективе, при условии постоянной аналитики сточных вод или воздуха с помощью ферментов светящихся бактерий, это открытие позволит определять, какое именно предприятие произвело специфические вредные выбросы.
«Проблемой развития метода ферментативного биотестирования занимаюсь примерно 8 лет. Это и моделирование ферментативной кинетики, и анализ данных, и разработка новых приборов для регистрации биолюминесцентного сигнала. Горжусь тем, что вместе с коллегами разработал компактный и чувствительный прибор для измерения света. Мы ещё продолжаем работу над ним, а эта публикация была посвящена модулю обработки данных в будущем биосенсоре», — отметил Иван Денисов.
Специально разработанное приложение для анализа данных опубликовано автором с открытыми исходными кодами на сайте: ann.molpit.org.
В пресс-службе вуза отметили, что исследование было выполнено в СФУ в рамках проекта Российского научного фонда «Аналитическая система для оперативной оценки интегральной токсичности физиологических жидкостей, природных и промышленных вод на основе микрофлюидных технологий и методов ферментативного биотестирования». В целом исследования метода ферментативного биотестирования ведутся совместно сотрудниками кафедры биофизики СФУ и Института биофизики СО РАН.
