对于无光谱仪和人工智能驱动的诊断生物分子检测的LSPR敏感的地表平台
Jinke Li1, Jin Tae Kim2, Hongliang Li1
1Department of Electronic Engineering, Kwangwoon University, Seoul, 01897, Republic of Korea; Nano Device Application Center, Kwangwoon University, Seoul, 01897, Republic of Korea.
Analytica chimica acta
|September 11, 2024
概括
这项研究引入了一种新的超表面平台,用于使用人工智能进行无光谱仪的生物分子检测. 该系统在识别诊断生物分子方面达到99%以上的准确性,为生物传感技术提供了有前途的进步.
科学领域:
- 生物分子诊断技术
- 地元表面 (MS) 平台.
- 人工智能 (AI) 在传感方面
背景情况:
- 高Q共振器超表面平台对于分析物检测是有效的,但对制造和表面功能化敏感.
- 目前的方法需要频谱扫描系统来监测整个过程中的共振波长变化.
- 需要更简单,更强大的生物传感平台.
研究的目的:
- 提出一种创新的介电共振器独立的超表面平台,用于无光谱仪的生物分子检测.
- 利用人工智能和可见光来增强传感能力.
- 开发一种用于准确有效地检测诊断生物分子的方法.
主要方法:
- 开发了一个针对金纳米粒子 (AuNP) 基础的三明治免疫试验的功能化的聚焦旋超表面平台.
- 在AuNPs和元原子之间利用局部表面等离子体共振 (LSPR) 效应,从而改变了状束形状.
- 采用训练有素的卷积神经网络算法来分类AuNP度依赖的聚焦旋束.
主要成果:
- 证明成功地在现场识别各种生物分子度,准确度超过99%.
- 人工智能算法准确地分类了AuNP度依赖的聚焦 vortex 束形状.
- 超表面平台显示,由于LSPR相互作用,波束形状发生了显著的变化.
结论:
- 拟议的超表面平台可以在没有光谱仪的情况下进行生物分子检测.
- 将LSPR敏感元表面与人工智能相结合,为化学和生物化合物的连续跟踪提供了一种强大的方法.
- 这项技术在推进生物分子诊断方面具有重大潜力.
