新型高效傳感器讓致命細菌無所遁形

材料牛注：加拿大魁北克大學光子學研究中心的 Wojtek J. Bock 教授和印度理工學院坎普爾分校合作，研制出了一種新型傳感器，用于快速有效地檢測潛在的致命大腸桿菌，為致病細菌感染的病患帶來了福音！

科學家們制造了一個可以在15至20分鐘內檢測潛在致命大腸桿菌的新型傳感器，它要比傳統的實驗室測試快得多。大腸桿菌可以在受污染的食物和水中傳播，這構成了對兒童和老年人的極大風險。在2011年春末爆發的大腸桿菌，在德國造成上萬人患病，超過50人死亡。

加拿大烏塔韋區魁北克大學的光子學研究中心的研究人員，制造了一個新型傳感器，能在較寬的溫度范圍內快速、經濟有效地檢測大腸桿菌。他們的研究方向主要是以 Wojtek J. Bock 教授和印度理工學院坎普爾分校的合作者為主。研究人員在光學學會的Optics Letters雜志的論文中描述了該傳感器。

Saurabh Mani Tripathi，來自印度北方邦，印度理工學院坎普爾分校的物理學家，他說：“使用目前可利用的，主要基于樣品擴增的技術，往往需要數小時到數天來檢測細菌的存在。因此，一個快速和準確的檢測替代品，是優于現有技術的。對細菌的更快測試能實現對患者更及時的治療，以及更便宜和更容易的環境監測。”

新的傳感器采用噬菌體——病毒體系，這樣可以自然吞噬和殺滅細菌。病毒會被鍵合到光纖的表面上，并從樣品中抓取大腸桿菌細菌并保持附著。當大腸桿菌存在時，光束撞擊表面，會引起細菌污染的警示信號的波長發生變化。

利用光纖進行細菌檢測的挑戰之一，是溫度的變化會對材料的光學性質產生影響。因此傳感器通常設計成在特定溫度下進行工作。如果樣品的溫度發生較大變化，將得不到準確的結果。

Tripathi 和他的同事們通過加入額外的光學組件克服了這一難題，其效果可以抵消由溫度引起的變化。在室溫以上20℃/ 68℉溫度范圍內，也就是40℃/ 104℉時，設備對溫度是不敏感的。

Tripathi說，溫度不敏感，使傳感器的戶外應用更實用，比如現場監測水庫。他還指出，食品工業和病理學實驗室等方面也可能使用新型傳感器。該傳感器可以通過改變噬菌體來進行改裝，用于檢測細菌的其它菌株。

該研究小組目前正在與加拿大一家國際安全防范公司合作，將他們的設備進行商業化應用。Bock 說，這個研究階段的成本是很難估計的，但該小組希望能夠為合適的單位提供幾千美元。

Tripathi 說：“致病細菌感染是死亡的最大原因之一，而一個快速的響應時間對于細菌感染的及時發現和后續治療是很必要的。我感到非常興奮，新型傳感器只需要非常短的時間，就能精確地檢測在不同的溫度的環境中，從水中收集到的大腸桿菌細菌的存在。”

原文鏈接：New sensor could help fight deadly bacterial infections

文獻鏈接：Compact and cost-effective temperature-insensitive bio-sensor based on long-period fiber gratings for accurate detection of E. coli bacteria in water

本文由編輯部丁菲菲提供素材，豆慧敏編譯，點我加入材料人編輯部。

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