Лист Aegle marmelos, декорированный наночастицами золота, как SERS-субстрат для обнаружения следовых количеств антибиотиков и классификации на основе машинного обучения

Поверхностно-усиленная рамановская спектроскопия (SERS) стала надежным молекулярно-спектроскопическим методом обнаружения следовых количеств химических и биологических образцов. В настоящем исследовании описана новая SERS-платформа, полученная путем поверхностной адсорбции золотых наночастиц (AuNPs) на микроскопически шероховатой поверхности листа Aegle marmelos (AM). Микроструктурированные узоры листа AM способствуют формированию областей «горячих точек» для нанесенных на поверхность AuNPs, тем самым усиливая электромагнитное усиление рамановских сигналов, рассеянных образцом. Для предложенной SERS-платформы при использовании родамина 6G (R6G) в качестве аналита предел обнаружения (LoD) составил 0,88 нМ. Применимость разработанной SERS-платформы была продемонстрирована путем обнаружения и количественного определения остатков двух широко применяемых антибиотиков — цефтриаксона (CEFTR) и цефтиофура натрия (CEF-Na) — в образцах коровьего молока. Кроме того, для классификации аналитов в образцах молока были разработаны метод снижения размерности, известный как анализ главных компонент (PCA), и оптимальная модель на основе машинного обучения. Точность классификации предложенной модели машинного обучения составила 94%.