双通道电化学生物传感器可以同时检测病原体和抗生素耐药性

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 微生物学 微生物学
• 分析化学 分析化学

背景情况:

• 引起腹的大肠杆菌感染是一个重大的公共卫生问题,因抗生素耐药性增加而加剧.
• 目前用于细菌感染和抗生素耐药性的诊断方法往往是分开的,导致治疗的延迟.
• 对于能够同时识别病原体及其耐药性概况的综合点治疗诊断工具 (POC) 有着至关重要的需求.

研究的目的:

• 开发一个集成的电化学生物传感器,用于同时检测肠病原性大肠杆菌 (EPEC) 和其β-乳糖耐药性.
• 能够快速,同时识别毒性和抗生素耐药性标记物,以改善临床诊断.

主要方法:

• 开发一种基于芯片的双通道微制造生物传感器.
• 一个通道的生物功能化与抗EspB抗体用于通过电化学阻抗光谱 (EIS) 检测EPEC.
• 用尼特洛塞芬对第二通道进行功能化,用于使用微分脉冲电量计 (DPV) 检测β-乳酸酶 (电阻标记).

主要成果:

• 对于EspB抗原,EIS通道实现了4.3 ng/mL的检测极限 (LOD).
• DPV通道显示β-乳酸酶的LOD为3.6 ng/mL.
• 集成的生物传感器成功地区分了EspB和β-乳糖酶产生细菌,使抗生素耐药和敏感菌株的分化成为可能.

结论:

• 开发的集成电化学生物传感器可以同时快速检测EPEC和β-乳酸酶的产生.
• 这种POC诊断工具提供了简化样本准备和短时间的测试,这对于缓解抗菌素耐药性 (AMR) 传播至关重要.
• 该生物传感器显示出对抗传染病和AMR的临床应用具有重大前景.