Desbloquear todo el potencial de SERS: Fusión de enfoques directos e indirectos para el análisis mejorado de análogos...

Área de la Ciencia:

• Química analítica
• Espectroscopia
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La identificación precisa de los análogos de los plastificantes es vital para el seguimiento de los contaminantes industriales.
• La dispersión de Raman mejorada por superficie (SERS) ofrece potencial, pero enfrenta desafíos con compuestos similares y débil adsorción de analito.
• Los métodos existentes tienen dificultades para distinguir plastificantes estructuralmente similares en matrices complejas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un enfoque SERS directo e indirecto integrado para mejorar la detección de los análogos de los plastificantes.
• Lograr una alta precisión en la clasificación y cuantificación de múltiples plastificantes, incluso con sustancias interferentes.
• Proporcionar un método robusto para la detección rápida de contaminantes en el sitio.

Principales métodos:

• Integración de técnicas SERS directas e indirectas para capturar tanto las señales intrínsecas del analito como las interacciones receptor-analito.
• Utilizando el Análisis Discriminante de Mínimos Cuadrados Parciales (PLS-DA) para la clasificación de ocho análogos de plastificantes.
• Utilizando las explicaciones aditivas de SHapley (SHAP) para analizar la contribución de diferentes plataformas SERS.
• Ejecución de cálculos de energía de interacción para validar los orígenes de la señal SERS.

Principales resultados:

• Se logró una precisión de clasificación del 100% para ocho análogos de plastificantes.
• Cuantificación múltiple demostrada de tres plastificantes principales en aceite de canola con un error predictivo < 5%.
• Se ha establecido un límite de detección (LOD) de 0,01 mg de L-1.
• Se confirma que el SERS directo detecta las cadenas alquilo y el SERS indirecto identifica los anillos aromáticos y los grupos carboxilo.

Conclusiones:

• El enfoque SERS híbrido directo-indirecto supera efectivamente las limitaciones de los SERS tradicionales para la detección analógica de plastificantes.
• El método proporciona una cuantificación y clasificación precisas y sensibles, incluso en presencia de contaminantes lipofílicos interferentes.
• Esta estrategia SERS integrada ofrece una plataforma prometedora para la detección rápida y in situ de contaminantes industriales complejos.