近日,学院硕士研究生樊倩柔、本科生李慧为共同一作,安庆师范大学为第一单位在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》发表题为“Machine learning-based peroxidase-like sensor arrays for the discrimination of thiophene compounds”的研究论文。通讯作者为冷玉敏教授、官叶斌教授、何晓教授。该期刊为JCR一区、中科院一区TOP期刊,影响因子12.5。

噻吩类化合物是存在于工业废水和燃料中的含硫有机物,与环境污染密切相关。因此,迫切需要开发一种快速、便捷的检测方法。在本研究中,团队开发了一种基于机器学习的类过氧化物酶传感器阵列,用于5种噻吩类化合物的高效区分和灵敏检测。通过使用具有类过氧化物酶活性的铂铁纳米线(Pt Fe NWs)和四甲基联苯胺(TMB)作为显色底物,该传感器阵列在三个不同pH条件下产生了不同的吸光度指纹图谱。 密度泛函理论( DFT )计算表明,噻吩类化合物在Pt Fe NWs表面的吸附能普遍高于H2O2,表明其优先吸附在纳米酶表面。吸附的噻吩分子通过苯环或噻吩环与Pt原子之间的相互作用,不同程度地抑制了Pt Fe NWs的类过氧化物酶活性。这些不同的抑制效应在三个pH传感通道中产生独特的吸光度指纹图谱。该传感器阵列不仅可以对五种噻吩类化合物进行定性识别,还可以通过线性判别分析( LDA )和聚类分析( HCA )等机器学习方法对其进行定量测定。此外,还成功验证了该传感器阵列对噻吩混合物的识别能力、抗干扰性和实际应用性。本工作展示了三通道Pt Fe NWs传感器阵列在噻吩类化合物识别方面的应用潜力。(撰稿:冷玉敏 审核:刘志强)