Sebuah biaya rendah namun array sensor yang sangat sensitif kolorimetri untuk deteksi dan identifikasi bahan kimia industri beracun (tics) telah dikembangkan. Sensor ini terdiri dari sebuah array menggunakan cross-responsif pigmen warna nanoporous diubah dengan memvariasikan interaksi kimia dengan analit. Pembedaan yang jelas antara 20 tics yang berbeda telah dengan mudah dicapai baik dalam IDLH mereka (segera berbahaya bagi kehidupan atau kesehatan) konsentrasi dalam 2 menit dari paparan dan PEL (membatasi paparan diperbolehkan) konsentrasi dalam 5 menit paparan dengan tidak ada kesalahan atau misclassifications. Batas deteksi umumnya jauh di bawah PEL (dalam kebanyakan kasus di bawah 5% dari PEL) dan biasanya dalam kisaran ppb rendah. Array sensor kolorimetri tidak responsif terhadap perubahan kelembaban atau kisaran suhu secara substansial. Array yang dicetak menunjukkan batch sangat baik untuk reproduktifitas batch dan kehidupan rak panjang (lebih dari 3 bulan). Bahan kimia industri beracun, dengan sifatnya, secara kimia reaktif. Toksisitas melekat dalam bahan kimia industri beracun berasal dari rentang yang sangat luas reaktivitas kimia tertentu yang mempengaruhi beberapa sistem dalam organisme hidup. Beberapa sasaran racun akut spesifik, enzim metabolik kritis (misalnya, HCN menghambat sitokrom c oksidase sementara fosgen menghambat fungsi paru); beberapa sel menyebabkan lisis di paru-paru menciptakan edema paru (misalnya, HCl, HF), dan lain-lain oksidan yang kuat atau pereduksi yang dapat sasaran berbagai Biosystems. Technology1 hidung elektronik saat ini umumnya bergantung pada sensor tanggapan yang berasal dari lemah dan sangat spesifik kimia interaksi yang baik menyebabkan perubahan dalam fisik sifat (misalnya, massa, volume, konduktivitas) atau mengikuti setelah physisorption pada permukaan (misalnya, oksidasi pada logam dipanaskan analit oksida). Contoh-contoh spesifik sensor tersebut meliputi konduktif polimer dan komposit polimer, polimer diolah dengan beberapa neon pewarna, polimer dilapisi permukaan gelombang akustik (SAW) perangkat, dan sensor oksida logam. Berdasarkan jenis sensor, array berbasis teknologi penginderaan telah terbukti menjadi berpotensi kuat pendekatan ke arah deteksi kimia analit beragam. Meskipun keberhasilan mereka, teknologi saat ini memiliki keterbatasan kemampuan untuk mendeteksi senyawa pada konsentrasi rendah relatif terhadap analit saturasi uap tekanan dan sering tidak membedakan antara senyawa yang mirip dalam kelas kimia. Dalam Selain itu, gangguan dari perubahan lingkungan yang besar dalam kelembaban atau suhu tetap sangat problematik. Sebagian besar teknologi bergantung pada interaksi kimia yang lemah dan tidak spesifik, terutama van der Waals dan interaksi adsorpsi fisik, yang melarang pengembangan sensor kimia dengan baik tinggi sensitivitas dan selektivitas yang tinggi. Selain itu, sangat sulit untuk meningkatkan sensitivitas sensor sekaligus menjaga lingkungan mereka kuat karena peningkatan sensitivitas

inheren mengarah ke kemungkinan peningkatan keracunan sensor selama penggunaan

Deteksi dan diskriminasi di antara berbagai tinggi bahan kimia industri beracun prioritas tetap menjadi sangat penting tetapi sulit challenge.3 teknologi hidung elektronik, tentu saja, telah diterapkan untuk tugas ini. Sebagai contoh, baru-baru Hammond et al.4 dilaporkan pada identifikasi beracun industri (TIC) kimia menggunakan array film logam keramik mampu membedakan sepuluh tics dengan tingkat kesalahan 10% ~ menggunakan analisis diskriminan linier. Menggunakan detektor logam-oksida dikombinasikan dengan pemrograman suhu, Meier et al.5 diperiksa lima tics dan mampu mengurangi mereka tingkat kesalahan (baik negatif palsu dan positif) sampai 3%. Mengingat kisaran tics dengan yang satu harus diperhatikan dan pentingnya tingkat kesalahan sangat rendah, jelas bahwa murah, deteksi handal, dan portabel uap beracun tetap merupakan terpecahkan masalah. Kami sebelumnya telah melaporkan pendekatan umum untuk sebuah "optoelektronik hidung "berdasarkan deteksi array yang kolorimetri menggunakan beragam berbagai dyes.2 kimia responsif, 6 Rancangan kami array sensor sekali pakai kolorimetri didasarkan pada dye-analit interaksi yang lebih kuat daripada yang menyebabkan fisik sederhana adsorpsi. Pewarna kimia responsif dipilih jatuh ke dalam empat kelas (Gambar 1): (1) pewarna yang mengandung ion logam (misalnya, metalloporphyrins) yang merespon Lewis kebasaan (yaitu, electronpair sumbangan, logam-ion ligasi), indikator pH (2) yang merespon untuk Brnsted keasaman / kebasaan (yaitu, proton keasaman dan hidrogen ikatan), (3) pewarna dengan dipol permanen yang besar (misalnya, vapochromic atau solvatochromic pewarna) yang merespon polaritas lokal, dan (4) logam garam yang berpartisipasi dalam reaksi redoks. Ini kolorimetri array sensor, karena itu, adalah responsif terhadap reaktivitas kimia analit, daripada efek mereka pada fisik sekunder sifat (misalnya, massa, konduktivitas, adsorpsi, dll). Kami telah sangat baru-baru ini meningkatkan metodologi array kita dengan penggunaan pigmen nanoporous kimia responsif dibuat dari imobilisasi pewarna dalam siloxanes organik diubah (Ormosils) 0,7-9 ormosils Nanoporous dipilih sebagai tuan rumah bahan untuk pewarna karena luas permukaan yang tinggi, relatif inertness baik dalam gas dan cairan, stabilitas yang baik selama lebar kisaran pH, dan transparansi optik. Selain itu, fisik dan sifat kimia dari matriks (misalnya, hidrofobik, porositas) dapat dengan mudah dimodifikasi dengan mengubah formulasi sol-gel. Penggunaan pigmen nanoporous secara signifikan meningkatkan stabilitas dan umur simpan dari array sensor kolorimetri dan izin langsung cetak ke permukaan nonpermeable polimer, 7 yang secara substansial meningkatkan kemudahan manufaktur array. Akhirnya, kita mengamati bahwa matriks berpori berfungsi sebagai suatu preconcentrator, dengan demikian meningkatkan sensitivity.8 keseluruhan Kami baru melaporkan penggunaan pigmen nanoporous

untuk identifikasi gases.8 beracun sini, kami melaporkan perpanjangan pekerjaan yang untuk identifikasi kolorimetri dan semikuantitatif analisis dari 20 bahan kimia yang berbeda industri beracun (Tics) bahkan pada konsentrasi sangat rendah, biasanya di bawah 5% dari diperbolehkan paparan batas. The tics dipilih untuk studi ini diklasifikasikan sebagai "tics bahaya tinggi" sesuai dengan NATO Internasional Gugus Tugas 25 dan 40,11 seperti yang diberikan dalam Tabel 1. Para batas deteksi dan waktu respon dengan tics yang paling penting telah diuji serta potensi dampak dari berbagai campur agen. BAGIAN EKSPERIMENTAL

Semua reagen analitis-reagen kelas, diperoleh dari Sigma-Aldrich, dan digunakan sebagai diterima tanpa pemurnian lebih lanjut kecuali ditentukan. Bersertifikat, tangki gas dicampur, termasuk amonia, metilamin, dimetilamine, trimetilamin, HCl, SO2, fluor, klor, fosfin, arsine, fosgen, hidrogen sulfida, hidrogen sianida, dan diborane diperoleh dari Matheson Tri-Gas Corp melalui SJ Smith, Co (Urbana, IL). Indikator pewarna diberikan dalam Mendukung Informasi, Tabel S1. Persiapan Formulasi. Sol-gel-pewarna solusi disiapkan oleh hidrolisis asam dikatalisis solusi yang mengandung tersedia secara komersial prekursor silan (misalnya, tetraethoxysilane (TEOS), methyltriethoxysilane (MTEOS), phenethyltrimethoxysilane, dan octyltriethoxysilane (oktil-TEOS)). Setelah hidrolisis, solusi yang dihasilkan ditambahkan ke kimia yang dipilih indikator responsif. Dalam rangka untuk merancang matriks imobilisasi berdasarkan ormosils, kombinasi TEOS dengan trialkoxysilanes diuji. Phenethyltrimethoxysilane digunakan dengan TEOS untuk melumpuhkan semua porfirin dan metalloporphyrins digunakan dalam array, sedangkan TEOS dicampur dengan MTEOS dan oktil-TEOS adalah digunakan dalam kasus-kasus asam basa dan indikator diobati, masing-masing.

Table 1. List of Toxic Industrial Chemicals at Their IDLH (Immediately Dangerous to Life or Health) and PEL (Permissible Exposure Limit) Concentrations TIC IDLH (ppm) PEL (ppm) ammonia 300 50 arsine 3 0.05 chlorine 10 1 diborane 15 0.1 dimethylamine 500 10 fluorine 25 0.1 formaldehyde 20 0.75 hydrogen chloride 50 5 hydrogen cyanide 50 10 hydrogen fluoride 30 3 hydrogen sulfide 100 20 hydrazine 50 1 methylamine 100 10 methyl hydrazine 20 0.2 nitric acid 25 2 nitrogen dioxide 20 5

phosgene 2 0.1 phosphine 50 0.3 sulfur dioxide 100 5 trimethylamine 200 10

Array Percetakan. Ormosil akhir formulasi dengan pewarna dimuat ke dalam tinta Teflon 36-lubang baik. Array sensor yang dicetak dengan menggunakan sebuah array dari 36 pin ditempatkan mengambang (yang disampaikan sekitar 130 nL masing-masing; V & P Ilmiah, San Diego) dengan mencelupkan ke dalam tinta dengan baik dan mentransfer ke polietilen tereftalat (PET) film. Mencetak robot menggunakan ArrayIt NanoPrint LM60 Printer microarray. Setelah dicetak, sol-gel diperbolehkan untuk mengatur bawah aliran lambat nitrogen untuk minimal 3 hari sebelum percobaan penginderaan dilakukan. Prosedur eksperimental. Keselamatan. Semua aliran gas yang mengandung bahan kimia industri beracun (tics) adalah, menurut definisi, beracun. Semua penanganan gas tersebut harus dilakukan dalam uap berventilasi baik hood; mengalir keluar semua gas tersebut harus melewati sebuah pengobatan bubbler (misalnya, basis, asam, atau pemutih) yang sesuai. Resiko dapat diminimalkan dengan pembelian gas dicampur mengandung konsentrasi hanya tics beberapa kali yang IDLH (segera berbahaya bagi kehidupan atau kesehatan). Pengenceran gas. Gas stream berisi tics di IDLH mereka, PEL (batas yang diperbolehkan), atau konsentrasi yang lebih rendah yang disiapkan dengan mencampur aliran analit dengan nitrogen kering dan basah gas. MKS digital pengontrol aliran massa (MFCs) digunakan untuk mencapai konsentrasi yang diinginkan dan kelembaban relatif (RH), seperti yang ditunjukkan dalam Mendukung Informasi, S1 Gambar. Pengenceran seri aparat bisa menghasilkan konsentrasi analit yang tepat ke ~ 0,01% dari konsentrasi awal tangki bensin. Yang penting, gas konsentrasi aliran dan kelembaban relatif dikonfirmasi oleh in-line analisis dengan menggunakan Transformasi Fourier inframerah spektroskopi (FTIR) secara real time menggunakan MKS multigas analyzer (model 2030). Analisis-line independen dari tangki gas ditemukan penting karena dicampur tangki gas-gas reaktif pada konsentrasi rendah digunakan di sini (biasanya empat kali IDLH ini) tidak umumnya tidak mempertahankan konsentrasi asli mereka bersertifikat. Fluorin, klorin, hidrazin, asam nitrat, dan HF pada IDLH mereka konsentrasi yang dikonfirmasi menggunakan Dra ger tabung detektor (Dra ger Keamanan, Inc). Digital Imaging dan Analisis Data. Untuk semua eksperimen penginderaan, pencitraan dari array dilakukan dengan menggunakan scanner flatbed (Epson Perfection V200). Gambar sebelum pajanan diakuisisi setelah 2 menit dari paparan 50% kelembaban relatif N2 aliran pada 500 sccm. Perlu dicatat bahwa udara terkompresi dan udara yang mengandung konsentrasi nominal karbon dioksida (350-400 ppm) yang

juga dievaluasi dan menunjukkan hasil identik. Setelah-gambar itu diperoleh setelah setiap menit paparan analit dengan tingkat aliran gas yang sama. Perbedaan peta diperoleh oleh mengambil perbedaan dari merah, hijau, dan (RGB) biru nilai-nilai dari pusat setiap titik indikator (~ 300 piksel) dari "Sebelum" dan "setelah" gambar; semua peta perbedaan ditunjukkan dalam angka rata-rata dari beberapa (biasanya tujuh) percobaan, tetapi analisis statistik selalu menggunakan semua uji individu. Digitalisasi dari perbedaan warna dilakukan menggunakan Adobe Photoshop atau paket perangkat lunak yang disesuaikan, ChemEye. Untuk menghilangkan kemungkinan artefak pengurangan yang disebabkan oleh akuisisi dekat tepi tempat, hanya pusat spot (biasanya 50% dari tempat ukuran total) dimasukkan dalam perhitungan. Chemometric analisis dilakukan pada vektor perbedaan warna menggunakan Paket Multi-variate statistik (MVSP v. 3.1, Kovach Computing), dalam semua kasus varians, minimal (metode Ward) digunakan untuk analisis cluster hirarkis (HCA). Suhu Percobaan. Untuk mencapai kontrol suhu kartrid array dan aliran gas masuk, gelas satu liter beaker ditempatkan di atas array yang berisi dipanaskan atau didinginkan cair; campuran es kering dan 2-propanol digunakan untuk pendinginan, dan air keran air panas digunakan untuk pemanasan. Suhu gas di dalam kartrid tersebut dipantau oleh aliran gas keluar menggunakan Omega HH11 termokopel dan diadakan di diinginkan suhu dengan varians tidak lebih besar dari 0,5 C di seluruh percobaan. Semua eksperimen dilakukan pada suhu 50% kelembaban relatif (yang dikalibrasi sesuai standar kurva suhu-kelembaban vs suhu). Kelembaban Percobaan. Kelembaban relatif dikendalikan oleh pencampuran kering nitrogen dengan kelembaban yang jenuh nitrogen (100% kelembaban relatif, yang dihasilkan oleh nitrogen menggelegak melalui air). Sebuah gambar referensi dikumpulkan setelah equilibrium dengan 50% kelembaban relatif; array kemudian terkena berbagai kelembaban konsentrasi dengan aliran gas 500 sccm selama 10 menit dengan data akuisisi setiap menit. Bersepeda Percobaan. Array sensor kolorimetri yang terkena nitrogen (50% kelembaban relatif) selama 5 menit, dan kemudian, aliran gas beralih dari IDLH untuk PEL dan kembali setiap 10 menit dengan akuisisi data setiap menit .. HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam platform penginderaan optik, matriks dari sensor dapat memiliki fitur yang diinginkan atau diperlukan beberapa: (1) yang responsif pewarna dan semua aditif harus tetap sepenuhnya didispersikan atau terlarut dalam matriks sehingga analit dapat memperoleh akses ke pewarna, (2)

analit harus mampu menyebar melalui matriks untuk indikator dalam waktu cukup cepat (misalnya,

detik), (3) bahan matriks harus secara kimia dan secara fisik stabil sehingga array memiliki umur simpan yang baik, dan (4) matriks tidak harus memiliki semua warna yang signifikan atau pendaran di wilayah spektrum yang studied.12 Atas dasar ini persyaratan, sol-gel silika adalah suatu matriks yang sangat baik untuk varietas pewarna organik dan anorganik karena luas permukaan yang tinggi, stabilitas yang baik pada rentang pH yang cukup lebar (termasuk basa), relatif inertness di banyak lingkungan, dan transparansi dalam Spektrum UV-tampak. Fleksibilitas dari matriks secara substansial ditingkatkan dengan menggunakan siloxanes dimodifikasi secara organik, sebagai dibahas earlier.10 penting, kami telah mengembangkan ormosil formulasi yang memungkinkan pencetakan pada permukaan polimer sederhana, memungkinkan kemasan mudah array sensor ke diri-sealing kartrid dengan space.8 mati minim Array Desain. Seperti dibahas sebelumnya, indikator diperlukan kelas untuk array sensor kolorimetri kami meliputi ion logam mengandung pewarna (misalnya, metalloporphyrins), indikator pH, vapochromic / solvatochromic pewarna, dan redoks garam logam sensitif. Para pewarna khusus dimasukkan ke dalam formulasi ormosil yang diberikan dalam Mendukung Informasi, S1 Tabel. Karena situs terbuka mereka koordinasi untuk ligasi aksial mereka, besar pergeseran spektrum pada pengikatan ligan, dan kepunahan yang tinggi koefisien, metalloporphyrins adalah pilihan yang alami untuk deteksi logam-ligating uap (yaitu, Lewis basis). Pentingnya dari termasuk logam yang mengandung sensor lebih lanjut disorot oleh indikasi terakhir bahwa receptors13 penciuman mamalia mungkin metalloproteins.14 indikator pH tradisional berguna, tentu saja, untuk analit asam dan dasar Brnsted, dan dalam Selain itu, mereka dapat responsif terhadap Lewis (yaitu, pasangan elektron donor / akseptor) interaksi juga; telah lama dikenal, misalnya, indikator pH yang dalam air rentan terhadap "gangguan" dari terlarut organics.15 indikator Vapochromic lebih umum tujuan dan dapat menyediakan untuk diskriminasi yang halus di antara yang sama analit dari kelas kimia yang sama. Akhirnya, kami telah menambahkan berbagai logam garam untuk array kita untuk mendeteksi spesifik dari beberapa analit, seperti arsine dan fosfin, logam yang bereaksi membentuk nanopartikel dan produk sampingan asam yang terdeteksi oleh dimasukkan indikator pH. Analisis Data. Peta perbedaan warna untuk array yang dihasilkan oleh pengurangan dari gambar digital dari array sebelum paparan dari gambar setelah paparan. Setiap tempat di array secara unik dijelaskan oleh nilai-nilai warna RGB; untuk delapan-bit pemindai warna, nilai-nilai ini berkisar dari 0 sampai 255. Dengan demikian, setiap respon analit diwakili digital oleh 108-dimensi

vektor (yaitu, perubahan dalam, nilai-nilai merah, hijau, dan biru masing-masing dari 36 tempat: R, G, B). Pada prinsipnya kisaran ini Perubahan warna dapat berkisar dari -255 sampai 255 selama delapan-bit warna. Sebuah warna peta perbedaan adalah berguna untuk visualisasi data ini dan mudah dihasilkan dengan mengambil nilai absolut dari R tersebut, G, dan B (Gambar2). Peta perbedaan biasanya tidak ditampilkan selama rentang 0-255 penuh sebagai perubahan dalam nilai RGB jarang rentang kisaran 256 keseluruhan, melainkan untuk visualisasi ditingkatkan, warna palet peta perbedaan diperluas, misalnya, dari 4 untuk 8 bit per warna (yaitu, kisaran 4-19 RGB diperluas untuk 0-255, seperti pada Gambar 2). Untuk semua kuantitatif dan statistik perbandingan, tentu saja, kami bekerja langsung dari digital asli data (yang telah disediakan dalam Informasi Pendukung). Diskriminasi Kimia Industri Beracun di IDLH Konsentrasi. Kami telah diuji secara luas kolorimetri kami sensor array terhadap 20 tics pada konsentrasi IDLH mereka di 50% kelembaban relatif. Sebagian besar tics dapat diidentifikasi di IDLH mereka konsentrasi dari perubahan berbagai warna dalam hitungan detik, dan> 90% dari total respon diamati dalam waktu kurang dari 2 menit, seperti yang ditunjukkan dalam Informasi Pendukung, Gambar S2. Untuk beberapa pigmen, yang waktu tanggapan dapat sedikit lebih lama, tetapi bahkan dalam kasus ini, warna-mengubah pola yang khas dan mudah dikenali pada 2 min. Array yang terkena campuran gas yang dihasilkan baik dari dicampur, tabung gas bersertifikat atau uap jenuh, dengan menggunakan digital aliran massa controller. Komposisi gas diuji oleh inline analisis secara real time menggunakan analisa FT-IR multigas untuk sebagian analit atau oleh Dra ger tabung detektor dalam beberapa kasus di mana FTIR tidak dapat digunakan (misalnya, homonuclear diatomics seperti klorin dan fluor). Array penginderaan kolorimetri sepenuhnya berhasil mendeteksi dan mengidentifikasi tics pada konsentrasi IDLH mereka sebagai ditunjukkan oleh peta perbedaan dari tics yang ditunjukkan pada Gambar 3. Bahkan dengan mata, tanpa analisis statistik, respon array untuk TIC masing diwakili oleh suatu pola yang unik. Diskriminasi yang sangat baik antara rentang yang sangat luas analit diamati. Selanjutnya, kelas kimia yang berbeda dengan mudah dibedakan: yang warna pola senyawa (misalnya, amina asam vs vs fluor / klorin vs arsine / fosfin, dll) sangat berbeda dari satu lain dan mudah dibedakan. Data Septuplicate diperoleh untuk menyelidiki reproduktifitas yang dari respon array untuk masing-masing analit. Dispersi tinggi dari Data sensor kolorimetri array yang membutuhkan algoritma klasifikasi yang menggunakan dimensi penuh data. Hierarchical Cluster analisis (HCA) memberikan pendekatan yang paling sederhana yang mengasumsikan tidak ada statistik model (sebagai lawan dari analisis diskriminan linier (LDA),

misalnya). HCA adalah berdasarkan pengelompokan vektor analit sesuai dengan jarak spasial mereka dalam vektor penuh mereka space.16 Tujuan utama dari HCA adalah untuk membagi analit menjadi diskrit kelompok berdasarkan karakteristik respon masing-masing. HCA bentuk dendrograms berdasarkan pengelompokan array kita respon data dalam ruang warna RGB 108 dimensi, seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Hebatnya, dalam uji septuplicate, semua 20 tics dan kontrol akurat diidentifikasi terhadap satu sama lain tanpa kesalahan atau misclassifications dari 147 kasus. Sedangkan perbedaan warna dari array menghasilkan 108 vektor dimensi (untuk array 6 6 ), kita tahu bahwa ini adalah tidak sepenuhnya dimensi independen. Dalam rangka untuk menyelidiki efektif dimensi dari data kami, kami pertama kali digunakan komponen utama analisis (PCA) 16 untuk mengevaluasi perbedaan dalam respon array yang antara berbagai analit. Para eigen pokok masing-masing komponen didefinisikan dengan kombinasi linear dari respon vektor (yaitu, vektor perbedaan 108-dimensi) sehingga untuk memaksimalkan jumlah varians sebagai dimensi sesedikit mungkin. PCA adalah model bebas (yaitu, "tanpa pengawasan") model statistik yang secara luas digunakan untuk mengurangi dimensi data set yang terdiri dari sejumlah besar pengukuran saling terkait. Umumnya, PCA untuk sebagian sebelum teknologi hidung elektronik didominasi oleh hanya dua atau paling banyak tiga dimensi independen, bahkan, ada biasanya dimensi tunggal yang dominan menyumbang> 90% dari diskriminasi total dan yang secara kasar sesuai dengan sensor hidrofobik (yaitu, faktor dominan dalam adsorpsi pada logam oksida permukaan atau penyerapan ke dalam film polimer). Para kolorimetri array sensor, sebaliknya, tidak terbatas pada yang lemah, nonselektif interaksi melainkan menggunakan berbagai antarmolekul kuat interaksi antara pigmen nanoporous dan analit. Array sensor kolorimetri, oleh karena itu, mampu mengeksplorasi volume yang jauh lebih besar dari "kimia-sifat ruang" diperiksa oleh pilihan kita pigmen nanoporous chemoresponsive. Seperti ditunjukkan dalam Mendukung Informasi Gambar S3A, berdasarkan 147 uji pada konsentrasi IDLH, PCA sensor kolorimetri kami array yang diperlukan 11 dimensi untuk 90% dari kekuatan diskriminatif dan 17 dimensi untuk 95%. Dengan memeriksa yang jauh lebih luas dari interaksi kimia, kami telah secara dramatis meningkatkan dispersi array sensor kami. Ini adalah dimensi yang meningkat yang memungkinkan kita untuk membedakan antara analit sangat erat terkait. Untuk lebih mengevaluasi kemampuan array sensor kolorimetri untuk membedakan antara tics yang berbeda, kami juga melakukan linier analisis diskriminan (LDA) dari 147 percobaan. LDA adalah diawasi linear classifier statistik model dan salah satu metode yang berlaku untuk analisis klasifikasi data dimensi tinggi sets.16 Mengingat dengan 108 pengukuran untuk masing-masing analit, variasi total pengukuran dapat didekomposisi menjadi dua bagian: betweengroup yang

variasi dan variasi dalam kelompok. LDA menemukan linier kombinasi dari pengukuran ("arah") yang memaksimalkan variasi antara kelompok relatif terhadap variasi dalam kelompok. Lebih khusus, LDA menemukan proyeksi dimensi rendah dari data asli yang paling dapat memisahkan analit menjadi dikenal mereka kelas. Ketika tingkat kesalahan klasifikasi LDA sebagai fungsi meningkatkan jumlah arah utama (menggunakan "pergi-oneout" cross-validasi) diperiksa, tingkat kesalahan menjadi nol (Dengan n) 147) di sepuluh penjuru (Gambar Informasi Pendukung S3B). Jadi, LDA memberikan kesepakatan umum yang sangat baik dengan PCA sehubungan dengan dimensi keseluruhan data array sensor. Seperti HCA, klasifikasi ini sangat akurat LDA: menggunakan meninggalkan satu-out cross-validasi, tingkat kesalahan klasifikasi adalah