Field-Deployable Risk Stratification of Pathogens via an AI-Integrated Nanozyme Sensor

化学 光热治疗 消散 纳米技术 可重用性 纳米结构 免疫分析 信号(编程语言) 电场 生物系统 纳米颗粒 模块化设计 光电子学 多孔性 肠炎沙门氏菌 纳米孔 电极 电磁场 灵敏度(控制系统) 生物传感器 电磁干扰 串扰 焊剂(冶金) 胶体金
作者
Rui Shu,Sijie Liu,Lihong Su,Lei Zhao,Ibrahim A. Darwish,Yi-Xiang Wang,Daohong Zhang
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:98 (25): 18929-18942
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.6c01895
摘要

Pathogen surveillance in complex environmental matrices requires analytical methods that are sensitive, robust, and suitable for field deployment. Here, we report a geometry-engineered trimetallic PdPtRu nanozyme-enabled multimodal lateral flow immunoassay (LFIA) for pathogen analysis. The spiky porous architecture, together with multimetallic synergy, promotes enhanced photothermal conversion and catalytic signal transduction through localized charge redistribution and structural effects. Finite element simulations reveal an enhancement of the local electric field and an increased power dissipation density, thereby improving photothermal conversion efficiency. The intensified local field induces strong interfacial polarization, resulting in a 5.43-fold increase in surface ·O 2 – flux and a reduced reaction energy barrier for peroxide activation. When integrated into LFIAs, this label improved the detection sensitivity for Salmonella typhimurium by 200-fold compared with conventional colloidal gold assays. From sample to answer, we further developed a smartphone application embedding a convolutional neural network and coupled it with a portable 3D-printed signal acquisition module to construct a self-contained, intelligent, and field-deployable detection system. This platform achieves risk-level stratification with high predictive performance (R 2 = 0.98, AUC = 0.99). This work establishes a scalable, modular foundation for early-warning surveillance systems, facilitating timely public health interventions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
辣椒油完成签到,获得积分10
刚刚
YY完成签到,获得积分10
刚刚
搜集达人应助壮观白筠采纳,获得10
刚刚
小帅发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
木木夕发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
scx发布了新的文献求助10
2秒前
大致发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
Hello应助时辰采纳,获得10
5秒前
chushi发布了新的文献求助50
5秒前
11发布了新的文献求助20
6秒前
7秒前
zhangxiaoji发布了新的文献求助10
7秒前
Nicole发布了新的文献求助10
7秒前
WWW关闭了WWW文献求助
8秒前
niko发布了新的文献求助10
8秒前
天天快乐应助天才幸运鱼采纳,获得10
8秒前
danny发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
leslie应助123采纳,获得10
9秒前
10秒前
tutu发布了新的文献求助10
10秒前
Jimmy Ko完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
ty完成签到 ,获得积分10
10秒前
AHR完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Millie完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
和谐的绿竹完成签到,获得积分10
11秒前
NexusExplorer应助整齐善斓采纳,获得10
11秒前
123456完成签到,获得积分20
12秒前
明理耷关注了科研通微信公众号
12秒前
Jasper应助程昊亮采纳,获得10
12秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Synthesis of P-Chiral Phosphine Ligands and Their Applications in Asymmetric Catalysis 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7623131
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9198534
关于积分的说明 19719102
捐赠科研通 7194465
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273138
关于科研通互助平台的介绍 2435521
邀请新用户注册赠送积分活动 2268720