一个由聚甲乙烯和聚合诱导的发射光体形成的双光开启传感器阵列,用于敏感的多重复合细菌识别
1State Key Laboratory of Natural Medicines, National R&D Center for Chinese Herbal Medicine Processing Department of Food Quality and Safety, College of Engineering, China, Pharmaceutical University, Nanjing, 211109, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|February 26, 2024
概括
一个新的双通道光传感器阵列能够以99%的准确性快速识别20种细菌. 这种传感器阵列显示出在临床样本中诊断尿路感染 (UTI) 的巨大潜力.
科学领域:
- 分析化学 分析化学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 细菌感染是全球主要的健康问题,导致严重的死亡率和发病率.
- 快速准确的细菌鉴定对于有效的治疗和感染控制至关重要.
研究的目的:
- 开发一个高度准确和快速的光传感器阵列用于细菌识别.
- 评估传感器阵列在检测和量化与尿路感染 (UTI) 相关的细菌的能力.
- 评估传感器阵列对尿路感染临床诊断的潜力.
主要方法:
- 开发一种双通道光"启动"传感器阵列,使用六种聚乙烯 (PPE) 和聚合诱导排放 (AIE) 光体的静电复合体.
- 在30秒内同时识别20种细菌物种,准确度高.
- 在模拟尿样中的细菌的定量检测和尿路感染相关细菌的分化.
- 机器学习算法的应用,包括随机森林模型,用于临床样本分析.
主要成果:
- 六元传感器阵列在30秒内实现了99.0%的准确性,在OD600=0.005的情况下识别了20种细菌.
- 该阵列展示了与尿路感染相关的细菌的定量检测,并区分了人工尿中的六个模拟细菌样本.
- 达到了大肠杆菌 (0.000295 OD600) 和E. faecalis (0.000329 OD600) 的低检测极限.
- 一个随机森林模型优化了阵列,在区分尿路感染临床样本和健康个体方面获得了96.7%的准确性.
结论:
- 开发的双通道光传感器阵列为细菌识别提供了一个快速,准确和敏感的平台.
- 传感器阵列显示出早期诊断和尿路感染管理的巨大潜力.
- 这项技术可以推进细菌感染的临床诊断.
