基于黄金纳米材料的微流体纸张分析装置,用于在水样中同时量化格兰负细菌和酸盐离子
Kawin Khachornsakkul1,2, Ruben Del-Rio-Ruiz1,2, Hannah Creasey3
1Department of Electrical and Computer Engineering, Tufts University, Medford, Massachusetts 02155, United States.
ACS sensors
|November 24, 2023
概括
这项研究引入了一种快速,经济高效的基于纸张的传感器,用于同时检测水中的阴性细菌和酸盐离子. 该设备使用金纳米粒子和智能手机分析,在资源有限的环境中可靠地监测水质.
科学领域:
- 分析化学 分析化学
- 环境科学 环境科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 水质监测需要可靠地检测细菌和化学污染物.
- 现有的方法可能是昂贵的,耗时的,不适合资源有限的环境.
- 同时检测多种污染物对于全面的水评估至关重要.
研究的目的:
- 开发一种快速,具有成本效益的微流体纸质分析装置 (μPAD),用于同时检测阴性细菌和酸盐离子.
- 在各种水样中验证传感器的性能,并与商业测试进行比较.
- 评估开发的μPAD在各种环境中实时监测水质的潜力.
主要方法:
- 通过聚合诱导的颜色变化对金纳米颗粒 (AuNPs) 与多素的功能化,用于通过聚合诱导的颜色变化检测阴性细菌.
- 在酸盐离子 (NO2-) 和o-phenylenediamine (OPD) 的存在下利用AuNPs的抗聚合.
- 用智能手机对μPAD上的反应产品进行定量检测的色度分析.
主要成果:
- 微PAD显示线性检测范围为大肠杆菌的5.0 × 10^2到5.0 × 10^5 CFU/mL,NO2-的0.20到2.0μmol/L.
- 大肠杆菌的检测极限为2.0 × 10^2 CFU/mL,NO2-的检测极限为0.18 μmol/L.
- 观察到高选择性,没有格拉姆阳性细菌的干扰,在真实水和尿样中可接受的回收率.
结论:
- 开发的μPAD提供了一种快速,有选择性和具有成本效益的解决方案,用于同时检测グラム阴性细菌和酸盐离子.
- 传感器依赖于稳定的AuNP增强了测试寿命,并降低了与基于酶/抗体的方法相比的成本.
- 这种技术非常适合实时评估水质,特别是在资源有限的环境中.
