Small：手持式“纳米花”生物传感器可灵敏检测微量食物病原体

2016-06-20 MedSci MedSci原创

目前，食物中的有害病原体大多是在人们食用后生病时才被发现。早期的检测，最好是在食品供应给消费者之前，可以防止很多食源性疾病的发生，并可减小食品召回的成本和工作量。现在，来自华盛顿州立大学的研究人员研发了一种基于“纳米花”的便携式生物传感器，可检测到有害病原体，该研究成果已发表于Small。即使少量的有害细菌和其他微生物也会引起严重的健康风险，但是目前可用的传感器技术无法简单快速的检测痕量病原体。解

目前，食物中的有害病原体大多是在人们食用后生病时才被发现。早期的检测，最好是在食品供应给消费者之前，可以防止很多食源性疾病的发生，并可减小食品召回的成本和工作量。现在，来自华盛顿州立大学的研究人员研发了一种基于“纳米花”的便携式生物传感器，可检测到有害病原体，该研究成果已发表于Small。

即使少量的有害细菌和其他微生物也会引起严重的健康风险，但是目前可用的传感器技术无法简单快速的检测痕量病原体。

解决此问题的关键是找到一种可检测病原体在分子水平上的发射出的微弱化学信号的方法。如果可以检测到这些病原体发出的信号，那么剩下的就是信号放大的问题，信号放大后可使得更多的传统的设备将其转换为警报消息。

该研究中，来自华盛顿州立大学机械与材料工程学院的Yuehe Lin教授及其同事研发了一种“纳米花”的生物传感器，可检测并放大大肠杆菌O157：H7发出的信号，大肠杆菌O157：H7是引起严重腹泻和肾损伤的一种食物病原体。

该生物传感器使用一个由有机和无机成分制成的花状纳米粒子。其主要特点是可保持大量的酶活性来检测样品中抗原的能力。抗原是微生物的一部分，可引起机体反应。

“如验孕或血糖仪一样简单”

小如尘埃的纳米生物传感器包含了一组排列的像朵花一样的分子。该排列提供了较大的表面积可用于固定高活性的酶，以用于检测低水平的病原体。

研究显示，纳米花生物传感器可识别和放大大肠杆菌O157：H7发出的信号，从而很容易通过一个简单的手持式pH计或pH试纸条来传递警报消息。

研究人员已经申请了该技术的专利，且正在研发可检测其他食物病原体（如沙门氏菌）的新版本。

根据疾病控制和预防中心（CDC）统计，在美国，每年约有1/6的人（约4800万）发生食源性疾病，128000人因此接受住院治疗，3000人死于食源性疾病。

目前已有31个已知的食源性病原体，其中8种是导致疾病发生，住院和死亡的主要致病菌。

除了大肠杆菌和沙门氏菌外，还包括诺如病毒、产气荚膜梭状芽孢杆菌、弯曲杆菌、金黄色葡萄球菌、弓形虫以及单核细胞增生李斯特氏菌。

研究人员设想将这些纳米花生物传感器制作成一个简单的手持设备，可供任何人在任何地方使用，正如使用验孕试纸/棒或血糖仪一样简单。

原始出处：

Catharine Paddock. Food pathogen detection via handheld 'nanoflower' biosensor. MNT, 20 June 2016.

Ranfeng Ye et al.,Bioinspired Synthesis of All-in-One Organic-Inorganic Hybrid Nanoflowers Combined with a Handheld pH Meter for On-Site Detection of Food Pathogen, Small, doi:10.1002/smll.201600273, published June 2016.

作者：MedSci

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