水传病原体检测技术:进展,挑战和未来的前景.
Yoong-Ling Oon1,2, Yoong-Sin Oon1,2, Muhammad Ayaz2,3,4
1Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory (Guangzhou), Guangzhou, China.
Frontiers in microbiology
|December 11, 2023
概括
通过水传播的病原体每年造成4.85万人的死亡和120亿美元的损失. 本综述涵盖了检测技术,从传统方法到先进的生物传感器和人工智能,突出了它们的优点,缺点和未来水安全方向.
科学领域:
- 环境微生物学 环境微生物学
- 公共卫生 公共卫生
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 水源性病原体,如大肠杆菌,导致严重的全球死亡率 (每年485,000人死亡) 和由于腹疾病的经济损失 (每年近120亿美元).
- 世界卫生组织和联合国儿童基金会等国际组织强调需要有效和创新的病原体检测技术来确保水安全.
- 传统的基于培养的病原体检测方法耗时,可能缺乏对早期污染的敏感性.
研究的目的:
- 综合审查和批判性分析水传播病原性细菌检测技术的演变.
- 评估各种检测技术 (包括传统,当前和新兴方法) 的优点,限制,研究差距和未来前景.
- 为现场设置和及时监测水质提供有关这些技术适用性的见解.
主要方法:
- 审查传统文化为基础的方法.
- 分析当前的分子技术,包括定性实时PCR,数字PCR,ELISA,循环介导同热放大和下一代测序 (NGS).
- 检查新兴技术,如生物传感器和人工智能 (AI) 集成.
主要成果:
- 数字滴滴PCR,NGS和生物传感器的进步显著提高了病原体检测的灵敏度和特异性.
- 人工智能与检测技术的整合提高了准确性,并使大数据集的实时分析成为可能.
- 分子方法和生物传感器显示出水质监测的前景,特别是在资源有限的地区,尽管实际的实地实施面临挑战.
结论:
- 像NGS和生物传感器这样的新兴技术,再加上人工智能,正在彻底改变水源病原体检测,提供更高的准确性和速度.
- 尽管取得了进展,但在开发稳健,经济高效和用户友好的技术,以在现场进行常规的水质监测方面仍然存在挑战.
- 未来的研究应该优先考虑实际领域的应用性和人工智能的整合,以提高全球水安全和公共卫生.
