عند سماع كلمتي الإشريكية القولونية أو السالمونيلا، يفكر المرء فورًا في التسمم الغذائي. يعد الكشف السريع عن هذه البكتيريا أمرًا بالغ الأهمية لمنع تفشي الأمراض التي تنقلها الأغذية. في حين أنه من المعتاد إحضار عينات الطعام إلى المختبر لتحديد نوع وكمية البكتيريا التي تنمو في طبق بتري على مدى عدة أيام، فقد طور فريق بحثي من جامعة أوساكا متروبوليتان جهازًا محمولاً للكشف السريع في الموقع.
تحت إشراف البروفيسور هيروشي شيغي من كلية الدراسات العليا للهندسة، جرب الفريق جهاز استشعار حيوي يمكنه اكتشاف أنواع متعددة من البكتيريا المسببة للأمراض في وقت واحد في غضون ساعة واحدة.
قال البروفيسور شيغي: "يمكن توصيل جهاز الكشف بحجم راحة اليد بتطبيق على الهاتف الذكي للتحقق بسهولة من درجة التلوث البكتيري".
قام فريقه بتصنيع هجائن نانوية عضوية معدنية من الذهب والنحاس لا تتداخل مع بعضها البعض، مما يسمح بتمييز الإشارات الكهروكيميائية على نفس شريحة القطب الكهربائي المطبوعة بالشاشة لجهاز الاستشعار الحيوي. تتكون هذه الهجائن العضوية وغير العضوية من بوليمرات موصلة وجسيمات نانوية معدنية. ثم تم إدخال الأجسام المضادة للبكتيريا المستهدفة المحددة في هذه الهجائن النانوية، والتي تعمل كعلامات كهروكيميائية.
أكدت النتائج أن الهجائن النانوية المصنعة تعمل كعلامات كهروكيميائية فعالة، مما يتيح الكشف والتحديد الكمي المتزامن لعدة بكتيريا في أقل من ساعة واحدة.
قال البروفيسور شيغي: "تسمح هذه التقنية بتحديد سريع لوجود أو عدم وجود البكتيريا الضارة قبل شحن المنتجات الغذائية والصيدلانية، مما يساعد على ضمان السلامة بسرعة في موقع التصنيع".
يهدف الفريق إلى تطوير هجائن نانوية عضوية معدنية جديدة للكشف عن المزيد من أنواع البكتيريا في وقت واحد.
نُشرت النتائج في مجلة Analytical Chemistry.
DOI10.1021/acs.analchem.3c04587
