基于金纳米集群的机器学习辅助光发光传感器阵列,用于区分抗生素与测试纸的抗生素
Jinming Xu1, Xihang Chen1, Huangmei Zhou1
1State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University, No.500, Dongchuan Rd., Shanghai, 200241, China.
Talanta
|August 31, 2023
概括
使用蛋白质稳定黄金纳米集群 (AuNCs) 的新型光发光传感器阵列在环境样本中有效检测四环素和类抗生素. 这种方法为抗生素残留监测提供了一种简单而有效的方法.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 分析化学 分析化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 环境中的抗生素残留物对生态系统和人类健康构成重大风险.
- 迫切需要快速,灵敏和可靠的抗生素检测方法.
- 现有的检测方法可能是复杂和耗时的,限制了它们在现场监测中的应用.
研究的目的:
- 开发一种光发光传感器阵列,以便轻松高效地检测四环素和类抗生素.
- 调查使用蛋白质稳定黄金纳米集群 (AuNCs) 作为传感元件.
- 评估传感器阵列在各种矩阵中对抗生素的分类和定量方面的性能,包括环境水样.
主要方法:
- 通过牛血清白蛋白 (BSA) 和卵白蛋白 (OVA) 稳定的金纳米集群 (AuNC) 的合成.
- 使用AuNCs对不同抗生素的独特光发光 (PL) 反应制造传感器阵列.
- 机器学习算法的应用 (线性差异分析和ExtraTrees) 用于数据分析.
- 传感器阵列的验证使用尖的河水样本和现实世界的环境样本.
主要成果:
- 传感器阵列成功地区分和定量了七种类型的抗生素 (四环素和类) 的高精度.
- 通过定量分析,在0-100μM的度范围内,R2值至少达到0.99.
- 该阵列在区分抗生素混合物和干扰物质方面表现出强大,在河水样本中保持100%的分类准确性.
- 开发了一种智能手机辅助的测试纸格式,用于快速,即时的抗生素检测.
结论:
- 蛋白稳定AuNC为开发抗生素敏感和选择性光发光传感器提供了一个有前途的平台.
- 开发的传感器阵列为环境抗生素监测提供了一个简单,高效和潜在的低成本方法.
- 智能手机辅助检测系统有可能在现场实时分析抗生素污染.
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