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印度理工学院开发出检测与量化细菌的生物传感器及移动应用程序
2019-01-21    来源:麦姆斯咨询  浏览次数:
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智能手机正越来越多地涉足医疗领域。据麦姆斯咨询报道,印度理工学院(Indian institute of technology,简称IIT)德里分校的研究人员开发出用于细菌检测的生物传感器及移动应用程序。

 

这款移动应用程序被称为“比色检测器”(colorimetric detector),其使用方法是将生物传感器安装在手机摄像头的前端,摄像头拍摄图像后,该应用程序对图像进行分析。由于活菌的存在会导致生物传感器表面颜色变黑,应用程序再根据颜色的变化程度进行测量。一旦其变化程度达到设定值,手机就会开始振动并发出红色信号。这样的使用方法让细菌检测变得简单、便携,成本效益可期。

 

研究人员分别用四种细菌的菌株——大肠杆菌、假单胞菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌,对这款生物传感器进行测试。他们还单独制备了大肠杆菌的培养基,并在培养基中加入氨苄青霉素以进行测试。为了验证测试结果,研究人员使用现有的荧光显微镜和“集落形成单位”重新计算菌落总数。

 

这款生物传感器依赖于一种由活菌产生的硫化氢气体,这种气体信号分子可在细菌群感应系统中传递生物信号。其核心装置是银纳米棒传感器,它与硫化氢结合会发生化学反应,形成黑色的硫化银。银纳米棒的颜色和湿润度在其接触到活菌时会发生变化,相反地,死菌不会与其发生任何反应。

 

“通过观察传感器阵列颜色和湿润度的变化程度,人们可以轻松地区分活菌和死菌以及抗生素耐药细菌和正常菌群,”研究小组负责人J P Singh教授在接受India Science Wire采访时这样说道。另外他还补充道,该装置可供人类预防传染病的传播。

 

诸如标准平板计数法之类的传统检测技术不仅耗时,并且须由专业技术人员进行操作。“其它如使用紫外光谱仪和流式细胞仪之类的检测技术,检测方法虽然简单,但也须配备复杂的专业仪器和专业技术人员。为了克服这些问题,一种相对简便且高效的检测技术对于预防抗生素耐药细菌的感染和传播就显得尤为重要了。”Singh教授补充道。

 

上述测试结果表明,与传统方法需要16至24小时才能得出检测结果相比,这款基于移动应用程序的生物传感器仅在6小时内就检测并区分出活菌和死菌。研究人员称,这项技术对医院和诊所诊断由抗生素耐药性与非耐药性病原体引起的细菌感染和其他相关疾病具有潜在的应用价值。

 

研究团队来自印度理工学院的J P Singh教授、Shashank Gahlaut博士、C Sharan博士、Prashant Mishra教授和Neeti Kalyani博士。该项研究结果发表在《生物传感器和生物电子学》杂志上。