Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cảm Biến Miễn Dịch Điện Hóa Kết Hợp Với Nghiên Cứu Mạng Nơ-ron Nhân Tạo Để Phát Hiện Vi Khuẩn Gây Bệnh Sử Dụng Điện Cực Carbon Trong Suốt Đã Được Chỉnh Sửa
Tóm tắt
Chúng tôi báo cáo kết quả của các nghiên cứu liên quan đến việc chế tạo một cảm biến miễn dịch điện hóa để phát hiện Escherichia coli ATCC 25922 sử dụng AuNPs-GCE-avidin-Ab-E. coli dựa trên hợp chất phức tạp. Trong sự hiện diện của vi khuẩn mục tiêu, kháng thể đặc hiệu được phủ lên bề mặt bằng các hạt nano vàng (AuNPs). Hình thái chi tiết của AuNPs được tổng hợp đã được xác nhận bằng các kỹ thuật phân tích. Cảm biến miễn dịch được đề xuất cho thấy hoạt tính điện xúc tác cao và phản ứng tuyến tính tại giá trị tiềm năng cực đại trên một dải nồng độ rộng của E. coli ATCC 25922 từ 10^1 đến 10^5 CFU/mL. Các kết quả được tương quan với phương trình tuyến tính (R2 = 0.991). Các kết quả ghi nhận có phản ứng trong sự hiện diện của E. coli ATCC 25922 với các dòng vi khuẩn khác như Salmonella typhi, Klebsiella aerogenes, và E. coli O57:H7 chỉ ra tính chọn lọc cao của cảm biến miễn dịch điện hóa. Một phương pháp mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) kết hợp hoạt động như một mô hình mạnh mẽ để hiểu và phân tích dữ liệu thông minh của kết quả biến đổi kỹ thuật số. Phương pháp hồi quy được xác định của cảm biến chế tạo được chọn để đánh giá kỹ thuật dựa trên ANN mà được khởi xướng trở thành một phương pháp được biết đến nổi bật. Kỹ thuật đã áp dụng xác nhận tính ứng dụng cao cho vi khuẩn mục tiêu trong các mẫu bị nhiễm của phức hợp sandwich. Do đó, kết quả đạt được đã chứng minh rằng tính năng của việc thu thập và phân tích dữ liệu mô phỏng là rất đáng tin cậy và hấp dẫn. Hơn nữa, cảm biến miễn dịch được chế tạo có thể được sử dụng để sàng lọc nước ô nhiễm và ngăn ngừa dịch bệnh truyền nhiễm nguy hiểm đến tính mạng.
Từ khóa
#cảm biến miễn dịch điện hóa #mạng nơ-ron nhân tạo #Escherichia coli #hạt nano vàng #điện cực carbon trong suốtTài liệu tham khảo
Lee, J., Perera, D., Glickman, T., and Taing, L., Prog. Disaster Sci., 2020, vol. 8, p. 100123. https://doi.org/10.1016/j.pdisas.2020.100123
Cissé, G., Acta Trop., 2019, vol. 194, p. 181188. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.012
Ramanujam, A., Neyhouse, B., Keogh, R.A., Muthuvel, M., Carroll, R.K., and Botte, G.G., Chem. Eng. J., 2021, vol. 411, p. 128453. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.128453
Panhwar, S., Ilhan, H., Hassan, S.S., Zengin, A., Boyacı, I.H., and Tamer, U., Electroanalysis, 2020, vol. 32, pp. 2244–2252. https://doi.org/10.1002/elan.202060185
Barrantes, K., Chacón, L., Morales, E., Rivera-Montero, L., Pino, M., Jiménez, A.G., et al., Water Health, 2022, vol. 20, pp. 344–355. https://doi.org/10.2166/wh.2022.230
Peprah, C., Oduro-Ofori, E., and Asante-Wusu, I., J. Sustain. Dev., 2015, vol. 8, pp. 310–325. https://doi.org/10.5539/jsd.v8n8p310
Pouramin, P., Nagabhatla, N., and Miletto, M., Front. Water, 2020, vol. 2, pp. 1–25. https://doi.org/10.3389/frwa.2020.00006
Panhwar, S., Aftab, A., Keerio, H.A., Sarmadivaleh, M., and Tamer, U. J., Electrochem. Soc., 2021, vol. 168, p. 037514. https://doi.org/10.1149/1945-7111/abec67
Zhang, S., Li, X., Wu, J., Coin, L., O’brien, J., Hai, F., et al., Water, 2021, vol. 13, p. 3551. https://doi.org/10.3390/w13243551
Altenburger, R., Brack, W., Burgess, R.M., Busch, W., Escher, B.I., Focks, A., et al., Environ. Sci. Eur., 2019, vol. 31, pp. 1–17. https://doi.org/10.1186/s12302-019-0193-1
Canciu, A., Tertis, M., Hosu, O., Cernat, A., Cristea, C., and Graur, F., Sustainability, 2021, vol. 13, p. 7229. https://doi.org/10.3390/su13137229
Choi, Y., Lee, S., Lee, H., Lee, S., Kim, S., Lee, J., et al., Korean J. Food Sci. Anim. Resour., 2018, vol. 38, p. 829. https://doi.org/10.5851/kosfa.2018.e19
Bhatt, R.T., Nagwadiya, M.A., Chandran, S., and Yagnik, B.N., J. Appl. Nat. Sci. 2018, vol. 10, pp. 905–909. https://doi.org/10.31018/jans.v10i3.1796
Electroanalytical Applications of Quantum Dot-Based Biosensors, Uslu, B., Ed., Elsevier, 2021, pp. 379–393. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821670-5.00003-8
Panhwar, S., Hassan, S.S., Mahar, R.B., Carlson, K., and Talpur, M.Y., J. Electrochem. Soc., 2019, vol. 166, p. B227. https://doi.org/10.1149/2.0691904jes
Iftikhar, T., Aziz, A., Ashraf, G., Xu, Y., Li, G., Zhang, T., et al., Food Chem., 2022, vol. 395, p. 133642. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133642
Liu, X., Li, W.-J., Li, L., Yang, Y., Mao, L.-G., et al., Sens. Actuators B Chem., 2014, vol. 191, pp. 408–414. https://doi.org/10.1016/j.snb.2013.10.033
Petryayeva, E. and Krull, U.J., Anal. Chim. Acta, 2011, vol 706, pp. 8–24. https://doi.org/10.1016/j.aca.2011.08.020
Butler, K.T., Davies, D.W., Cartwright, H., Isayev, O., and Walsh, A., Nature, 2018, vol. 559, pp. 547–555. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0337-2
Archana, P., Divyabharathi, P., and Joshya, Y.C., J. Phys. Conf. Ser. 2021, vol. 1979, p. 012016. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1979/1/012016
Schackart, K.E. and Yoon, J.Y., Sensors. 2021, vol. 21, p. 5519. https://doi.org/10.3390/s21165519
Haleem, A., Javaid, M., Singh, R.P., Suman, R., and Rab, S., Sens. J., 2021, vol. 2, p. 100100. https://doi.org/10.1016/j.sintl.2021.100100
The Detection of Biomarkers. Elsevier, Eds. S. Ozkan, N. Bakirhan, F. Mollarasouli, 2022, pp. 255–276. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822859-3.00005-5
Hassan, S.S., Panhwar, S., Nafady, A., Al-Enizi, A.M., Sherazi, S.T.H., Kalhoro, M.S., et al., J. Electrochem. Soc., 2017, vol. 164, p. B427. https://doi.org/10.1149/2.0811709jes
Panhwar, S., Keerio, H.A., Ali, A., Aftab, A., Chang, M.A., Khokhar, N.H., et al., Adv. Mater. Process Technol., 2022, vol. 8, pp. 4106–4121. https://doi.org/10.1080/2374068X.2022.2036588
Aljabali, A.A., Akkam, Y., Al Zoubi, M.S., Al-Batayneh, K.M., Al-Trad, B., Abo Alrob, O., et al., Nanomaterials, 2018, vol. 8, p. 174. https://doi.org/10.3390/nano8030174
Mourdikoudis, S., Pallares, R.M., and Thanh, N.T., Nanoscale, 2018, vol. 10, pp. 12871–12934. https://doi.org/10.1039/C8NR02278J
Ngo, V.K.T., Nguyen, H.P.U., Huynh, T.P., Tran, N.N.P., Lam, Q.V., and Huynh, T.D., Nanosci. Nanotechnol., 2015, vol. 6, p. 035015. https://doi.org/10.1088/2043-6262/6/3/035015
Masdor, N.A., Altintas, Z., and Tothill, I.E., Chemosensors, 2017, vol. 5, p. 16. https://doi.org/10.3390/chemosensors5020016
Fallah, H., Asadishad, T., Parsanasab, G.M., Harun, S.W., Mohammed, W.S., and Yasin, M., Water. Eng. J., 2021, vol. 25, pp. 1–8. https://doi.org/10.4186/ej.2021.25.12.1
Li, F., Zhao, Q., Wang, C., Lu, X., Li, X. F., and Le, X.C., Anal. Chem., 2010, vol. 82, pp. 3399–3403. https://doi.org/10.1021/ac100325f
Panhwar, S., Aftab, A., Muqeet, M., Keerio, H.A., Solangi, G.S., Suludere, Z., et al., J. Electron. Mater., 2021, vol. 50, pp. 7119–7125. https://doi.org/10.1007/s11664-021-09247-2
Gutés A., Céspedes F., Alegret S., and Del Valle M., Biosens Bioelectron., 2005, vol. 20, pp. 1668–1673. https://doi.org/10.1016/j.bios.2004.07.026
Abu-Ali, H., Nabok, A., and Smith, T.J., Anal. Bioanal. Chem., 2019, vol. 411, pp. 7659–7668. https://doi.org/10.1007/s00216-019-01853-8
Sheng, Y., Qian, W., Huang, J., Wu, B., Yang, J., Xue, T., et al., Microchim. Acta, 2019, vol. 186, pp. 1–12. https://doi.org/10.1007/s00604-019-3652-x