Matpatogen detektion via handhållen "nanoflower" biosensor


Matpatogen detektion via handhållen

För närvarande är skadliga patogener i livsmedel oftast bara upptäckta när människor blir sjuka. Tidigare upptäckt - helst innan maten når konsumenterna - kan förhindra många fall av livsmedelsburna sjukdomar och spara kostnader och ansträngningar som är inblandade i matåterkallelser. Nu har ett team som arbetar med att lösa detta problem utvecklat en bärbar biosensor baserad på "nanoflowers" som upptäcker skadliga bakterier.

Nanoflower biosensorn detekterar små kemiska signaler som utsöndras av bakterier och förstärker dem så att de enkelt kan hämtas med en enkel handhållen pH-mätare.

Den nya tekniken är forskarnas arbete vid Washington State University (WSU) i Pullman, som beskriver hur de utvecklade och testade det i ett papper som publicerades i tidningen Små .

Även små mängder skadliga bakterier och andra mikrober kan ge upphov till allvarliga hälsorisker, men den tillgängliga sensortekniken kan inte upptäcka dem enkelt och snabbt i små mängder.

Den viktigaste utmaningen för att lösa detta problem är att hitta ett sätt att upptäcka de svaga kemiska signalerna som de skadliga mikroberna avger på molekylär nivå.

Om dessa patogensignaler kan detekteras, handlar det om att förstärka dem så att mer konventionell utrustning kan översätta dem till varningsmeddelanden.

I sin tidning beskriver seniorförfattaren Yuehe Lin, en professor i WSU: s skola för mekanisk och materialteknik, och kollegor hur de utvecklade en "nanoflower" biosensor som kan detektera och förstärka signaler från Escherichia coli O157: H7, en matpatogen som orsakar allvarlig diarré och njurskada hos människor.

Biosensorn använder en blomliknande nanopartikel som tillverkats av organiska och oorganiska komponenter. Dess nyckelfunktion är förmågan att bibehålla en stor mängd enzymaktivitet för att detektera antigener i ett prov.

Ett antigen är någon del av en mikrobe som orsakar en reaktion i kroppen.

"Så enkelt som ett graviditetstest eller en glukosmätare"

Mindre än en dammsug består nanoflödesbiosensorn av en grupp molekyler som är arrangerade som blombladens kronblad. Arrangemanget ger en stor ytarea för immobilisering av de högaktiva enzymerna som behövs för att detektera bakterierna i låga halter.

Teamet visade att nanoflödesbiosensorn kände igen och förstärkte signaler från E coli O157: H7 så att de kunde hämtas enkelt med en enkel handhållen pH-mätare eller pH-indikatorpappersremsa.

Forskarna har lämnat in ett patent för tekniken och utvecklar versioner som kan upptäcka andra matpatogener som Salmonella .

Enligt Centers for Disease Control and Prevention (CDC) blir ungefär 1 av 6 amerikaner - cirka 48 miljoner människor - sjuka, 128 000 sjukhus och 3 000 dö av livsmedelsburna sjukdomar varje år.

Det finns 31 kända livsmedelsburna patogener, varav åtta står för de flesta sjukdomar, sjukhusvistelser och dödsfall.

Såväl som E coli och Salmonella , dessa inkluderar Norovirus , Clostridium perfringens , Campylobacter spp. , Staphylococcus aureus , Toxoplasma gondii , Och Listeria monocytogenes .

Vi vill ta dessa nanoflower och skapa en enkel att använda, handhållen enhet som alla kan använda var som helst. Det blir lika enkelt som att använda en graviditetstestremsa eller en glukosmätare."

Prof. Yuehe Lin

Lär dig hur kemister utvecklat en liten, billig nanosensor som snyder ut rått kött.

Genetic Engineering Will Change Everything Forever – CRISPR (Video Medicinsk Och Professionell 2024).

Avsnitt Frågor På Medicin: Medicinsk praktik