基于MIP的电化学传感器具有机器学习,用于精确检测蛋白质和葡萄糖丰富的尿液中的ZIKV
Wannisa Sukjee1, Pichai Sirisangsawang2, Chutima Thepparit3
1Department of Chemistry, Faculty of Science, Kasetsart University, Bangkok, 10900, Thailand; Center for Advanced Studies in Nanotechnology for Chemical, Food, and Agricultural Industries, Kasetsart University Institute for Advanced Studies, Kasetsart University, Bangkok, 10900, Thailand; Advanced Porous Materials for One Health Integrations (APM Unit), Special Research Incubator Unit, Kasetsart University, Chatuchak, Bangkok, 10900, Thailand.
这项研究开发了一种电化学生物传感器,使用一种新型共聚物用于直接检测尿液中的寨卡病毒. 机器学习分析解决了复杂尿样中的信号模两可,实现了可靠的寨卡病毒诊断的91%准确性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分析化学 分析化学
- 传染病诊断 传染病诊断 传染病诊断
背景情况:
- 生物传感器在现实世界样本矩阵中经常面临性能挑战,导致结果不可靠.
- 在尿液中检测寨卡病毒对于诊断至关重要,但复杂的样本成分可能会干扰传感器性能.
- 分子印记聚合物 (MIP) 为生物传感应用中选择性分析物识别提供了一个有前途的平台.
研究的目的:
- 开发一种电化学生物传感器,用于在各种人类尿液矩阵中直接检测寨卡病毒.
- 制造分子印制聚合物,使用烯胺-甲烯酸-甲基甲酸-乙烯基烯酸-维尼尔皮罗利胺共聚物,以提高传感器性能.
- 解决复杂尿样中的信号模两可,提高寨卡病毒检测的可靠性.
主要方法:
- 使用特定的共聚合物制造分子印制聚合物,用于传感器开发.
- 在正常,高葡萄糖和高蛋白尿样中用电化学检测寨卡病毒.
- 支持矢量机 (SVM) 算法的应用,用于数据分析和信号统一.
主要成果:
- 生物传感器显示正常尿液的信号变化取决于度,但高葡萄糖和高蛋白尿液的趋势相反.
- 支持矢量机算法成功地统一了在不同类型的尿液中观察到的相反信号趋势.
- 综合系统在真实患者尿样中检测到寨卡病毒的准确率高达91%.
结论:
- 开发的电化学生物传感器与机器学习相结合,为在各种尿样中直接检测寨卡病毒提供了一种可靠的方法.
- 使用分子印记聚合物为选择性寨卡病毒识别提供了一个强大的平台.
- 这种方法在复杂的临床环境中提高了生物传感器的可靠性,为改进的诊断工具铺平了道路.
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