用於食源性病原體檢測的納米技術
許多不同的疾病導致細菌可以汙染食物(見:食物造成疾病的A-Z指數),導致許多不同種類的食物載感染。研究人員鑒定了250多種食物中疾病。其中大多數是感染,由各種細菌,病毒和寄生蟲引起。有害的毒素和化學物質也可以汙染食物並導致食源性疾病。
食源性疾病是一種常見的,昂貴的 - 但可預防的 - 公共衛生問題。疾病控製和預防的中心(CDC)估計,在美國,每年4800萬人從食物中疾病生病,128,000人住院,3000人死亡。美國農業部(USDA)估計,食源性疾病每年的成本超過156億美元。
這些驚人的數字,更不用說恐怖分子襲擊的食物喪失的潛力,正在推動生物傳感器的發展,作為快速檢測病原體的重要分析工具。
遺憾的是,電流檢測技術,例如ISO方法6579,熒光抗體(FA),酶聯免疫吸附測定(ELISA)或聚合酶鏈反應(PCR)是耗時的,繁瑣的敏感性有限。它們不充分,因為它們缺乏實時檢測細菌的能力。
納米技術為替代傳感器平台提供備用快速,靈敏,可靠和簡單的隔離和檢測的機會大腸杆菌和其他病原體。支持納米技術的檢測技術包括使用發光的檢測量子點;金屬的局部表麵等離子體共振納米顆粒;增強熒光;染料固定化納米顆粒;或拉曼報告分子固定化金屬納米顆粒。
用於生物傳感應用的所有納米結構具有兩個特性。首先,它們包含對分析物的某些識別機製,例如抗體或酶。其次,它們能夠產生來自分析物的區別信號,並且該信號可以由納米結構本身產生或通過固定或包含在納米結構中的信號傳導分子產生。
這裏有些例子:
基於碳納米管的傳感器檢測超級濃度的活細菌
一種基於碳納米管的電位型生物傳感器能夠在接近實時選擇性地檢測細菌沙門氏菌的一個單個菌落形成單位。
為了建立他們的傳感器,研究人員將羧基化的單壁連接碳納米管(SWCNT)到適體。適體不僅適用於具有寬範圍的分子靶標的選擇性和高熟練的受體,包括細菌,它們也顯示為在碳納米管上自組裝。
混合材料適體-WCNT作為生物傳感器的傳感和轉導。靶細菌的存在促進了將磷酸鹽基團與SWCNT側壁分離的適體的構象變化,誘導電荷變化與SWCNT和隨後的記錄電位的變化。
納米血管傳感器用於沙門氏菌檢測
三種病原體,沙門氏菌,李斯特菌和弓形蟲,每年均負責1,500人死亡。沙門氏菌是食物饑餓死亡最常見的原因,並負責每年數百萬食物中疾病病例。來源是生硬的雞蛋,未煮熟的家禽和肉,乳製品,海鮮,水果和蔬菜 - 所以基本上或多或少吃的一切。
研究人員設計並製造了一種雜結構化矽/金納米棒陣列,並用抗沙門氏菌抗體和有機染料分子官能化。由於矽納米棒的高縱橫比性質,附著於矽納米棒的染料分子在捕獲和檢測沙門氏菌時產生增強的熒光(納米技術那基於AU / SI雜納米棒的生物傳感器沙門氏菌檢測)。
石墨烯傳感器用於病原體檢測
一種石墨烯.基於傳感器設計,可以同時檢測多種物質,包括危險的細菌和其他病原體(光學材料表達那“雜交誘導的雙頻可調石墨烯超材料用於感應”)。
對於新傳感器,研究人員設計了一係列納米級石墨烯盤,每個納米石墨烯盤均包含偏心孔。傳感器包括離子凝膠和矽層,其可用於施加電壓以調節石墨烯的性質以檢測各種物質。
磁盤和它們的孔之間的相互作用會產生稱為等離子體雜交效果的所謂,這增加了裝置的靈敏度。孔和盤還產生不同的波長峰,每個波長峰可以同時使用各自檢測不同物質的存在。
用於高敏感病原體傳感器芯片的肽納米管
研究人員開發了一個可從肽納米管組裝的無標簽傳感器芯片這使得能夠具有極低的檢測極限的病毒檢測病毒。這可能導致緊湊的超級敏感病原體檢測芯片,用於對假陽性信號具有很高的耐受性的護理應用點。
用磁珠病原體和病毒的一步檢測
一種基於磁珠的傳感器結合磁性分離和磁性鬆弛開關,進行高靈敏度和再現性的細菌和病毒的一步檢測。與用於檢測細菌和病毒的常規測定相比,該測定易於操作而無需艱苦的預處理,純化,並且可以容易地適應護理點測試。
納米結構微流體平台用於病原體檢測
一種新的氧化鋅納米棒集成Microchip捕獲禽流感病毒在免疫官能化ZnO納米棒表麵上並通過多路複用夾心免疫測定檢測病毒。
該平台還具有通過在同一芯片上的不同抗體的空間編碼不同抗體來同時檢測多種病毒病原體的能力。