Биомиметический анализ нейротрансмиттеров для диагностирования заболеваний с помощью Light-Driven Nanozime Sensor Array и Machine Learning.
Аннотация
Неврологические заболевания, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и множественный склероз, представляют собой серьезную глобальную проблему в области здравоохранения из-за их сложного патогенеза и широкого распространения. Эти расстройства часто связаны с сбоями в регулировании нейротрансмиттеров, что приводит к прогрессивным когнитивным и моторным расстройствам. Обычные методы диагностики требуют много времени и не обеспечивают чувствительности, необходимой для раннего обнаружения. Здесь впервые представлен новый сенсорный массив фоточувствительных нанозимов, который интегрирует металлоорганические системы (МОФ) и алгоритмы машинного обучения для быстрого, чувствительного и многократного обнаружения нейротрансмиттеров. В котором Zn(II) мезо-тетра(4-карбоксифенил)порфин (ZnTCPP) - МОФ с их большой удельной поверхностью улучшают взаимодействие между реакционными субстратами и каталитическими активными участками внутри материала, значительно повышая чувствительность к реакции. Кроме того, лёгкий катализ значительно ускоряет скорость реагирования нанозима. Имитируя систему обоняния млекопитающих, массив реагирует на различные нейротрансмиттеры по схеме, обеспечивая точную дифференциацию и количественную оценку в течение нескольких минут. Он поддерживает высокую точность даже в сложных биологических образцах, таких, как сыворотка и цереброспинная жидкость. Биомиметический датчик может обнаружить нейротрансмиттерные сигнатуры, связанные с неврологическими расстройствами, такими, как болезнь Альцгеймера. Эта платформа открывает значительные возможности для ранней диагностики и непрерывного мониторинга неврологических заболеваний.
Название и аннотация на языке оригинала
Biomimetic Analysis of Neurotransmitters for Disease Diagnosis through Light-Driven Nanozyme Sensor Array and Machine Learning.
Neurological diseases, including Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and multiple sclerosis, pose a significant global health challenge due to their complex pathogenesis and widespread prevalence. These disorders are often associated with disruptions in neurotransmitter regulation, leading to progressive cognitive and motor impairments. Conventional diagnostic methods are time-consuming and lack the sensitivity required for early-stage detection. Herein, for the first time a novel photoresponsive nanozyme sensor array is presented that integrates metal-organic frameworks (MOFs) and machine learning algorithms for the rapid, sensitive, and multiplexed detection of neurotransmitters. Wherein, Zn(II) meso-Tetra(4-carboxyphenyl)porphine (ZnTCPP) -based MOFs, with their large specific surface area, enhance the interaction between reactant substrates and catalytic active sites within the material, significantly improving response sensitivity. Additionally, light-driven catalysis greatly accelerates the response speed of the nanozyme. Mimicking the mammalian olfactory system, the array responds to various neurotransmitters in a patterned manner, enabling accurate differentiation and quantification within minutes. It maintains high precision even in complex biological samples such as serum and cerebrospinal fluid. The biomimetic sensor can detect neurotransmitter signatures linked to neurological disorders, such as Alzheimer's disease. This platform offers significant potential for early diagnosis and continuous monitoring of neurological conditions.
Предметные рубрики MeSH
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.