法医学杂志 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (4): 364-370.DOI: 10.12116/j.issn.1004-5619.2025.350703
• 论著快检技术赋能法医毒物学多场景应用专题 • 上一篇 下一篇
Zi-wen GUO(
), Tian-yu QIU, Yue CAO(
)
摘要:
目的 获取依托咪酯及其结构类似物的差异性光谱特征,建立基于表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)与机器学习算法的快速鉴识方法,用于区分依托咪酯及其结构类似物。 方法 以银纳米颗粒为SERS基底,采集依托咪酯、美托咪酯、丙帕酯和异丙帕酯在1×10-4和1×10-5 mol/L两个浓度点处的SERS光谱,并采集含有1×10-5 mol/L依托咪酯、美托咪酯、丙帕酯和异丙帕酯的血液、尿液样本以及缴获的含依托咪酯的电子烟油的SERS光谱。利用均匀流形逼近与投影(uniform manifold approximation and projection,UMAP)进行非线性降维可视化,并基于XGBoost算法构建分类模型,实现对4种结构高度相似化合物的判别分析。 结果 拉曼光谱在1 398~811 cm-1区间内识别出特征峰微小位移(5~3 cm-1),在血清、尿液、电子烟油样本中实现了无需前处理的定性鉴别,经UMAP降维后不同物质呈现明显聚类分离。XGBoost模型在测试集上实现100%分类准确率,特征权重分析结果表明C-N伸缩振动(841 cm-1)、C=O伸缩振动(1 367 cm-1)和C-O-C反对称振动(1 049 cm-1)为判别关键谱带。 结论 SERS技术结合机器学习可有效放大分子结构细微差异,实现依托咪酯及其结构类似物的快速、准确鉴别,适用于法医毒物鉴定的现场快速筛查。
中图分类号: