Shiga様毒素1に対するインピーダンス型アプタセンサーの開発：DNAアプタマーと相互接続型マイクロ電極の使用

科学分野:

• バイオセンサー技術; 食品安全診断; 分子認識

背景:

• 大腸菌産生性志賀毒素（STEC）は、生命を脅かす下痢性疾患を引き起こします。迅速、高感度、ポータブルな診断は、食品安全と疾患管理に不可欠です。現在の方法では、効果的な現場モニタリングのための速度と携帯性が不足している可能性があります。

研究 の 目的:

• STEC由来の志賀様毒素1（SLT-1）を検出するためのインピーダンス型アプタセンサーを開発すること。センサーの分析性能、安定性、および実サンプルでの適用性を評価すること。STEC感染症のための低コストなポイントオブケア診断ツールを提供すること。

主な方法:

• 特定のssDNAアプタマー（sT3）を同定するためのリガンドの指数関数的濃縮による系統的進化（SELEX）。相互接続型チェーン型マイクロ電極センサーの作製。アプタマー修飾電極への毒素結合のインピーダンス検出。結合親和性決定のための等温滴定熱量測定（ITC）。

主要な成果:

• アプタセンサーは、低い検出限界2.88 pMと広い線形ダイナミックレンジ（10-450 pM）を達成しました。高い感度（107.02 Ω pM⁻¹）と優れた安定性（25日間で97.6%の応答を維持）が観察されました。センサーは高い再現性（SD 3.9%）と選択性を示し、スパイクされた牛乳サンプル中の毒素を正常に検出しました。

結論:

• 開発されたインピーダンス型アプタセンサーは、STEC毒素検出のための高感度、安定性、再現性の高い方法を提供します。食品サンプルにおける実用的な適用性は、ポイントオブケア診断におけるその可能性を強調しています。この技術は、食品安全モニタリングとSTEC感染症の臨床管理を大幅に向上させることができます。