新的传感器芯片可以诊断许多疾病病原体在30分钟内

德州农工大学生态农业研究爱荷华州立大学的科学家和同事开发了一种传感器芯片,可以发现许多疾病的病原体与现有方法的灵敏度的10倍。

芯片也不需要化学染色试剂通常用于诊断过程。新技术展示了快速、保证低成本医疗点诊断功能,植物,食品,动物和人类,包括检测食源性病原体、禽流感和COVID-19。

结果新的传感器可以在大约30分钟。

在他们的研究中,发表在ASC传感器科学家利用新的传感器,检测5种。病原体引起全球毁灭性的马铃薯晚疫病疾病——一个特定的威胁和番茄作物。

这项研究是由习近平共同赵博士,生态农业研究的博士后研究科学家在达拉斯,Subin毛,博士生在爱荷华州立大学电气和计算机工程。作为相应的作者是合作者琪歌,博士,副教授和植物免疫研究铅在达拉斯与生态农业研究和长,博士,爱荷华州立大学的电子工程教授。种子从每个大学拨款资助了这项研究。

“这项研究技术进步已成为我们的一些最大的机会改善农业、食品安全和人类健康,”宋说。“我们的出版代表了对疾病的一步意识到这些强大的工具。”

建立在现有的技术

新的传感器提高了被称为loop-mediated等温扩增技术,或灯,被广泛用于检测病原体通过放大他们的DNA。

检测灯产品放大从模板,如病原体DNA,通常要求对产品进行“标记”通过使用荧光染料与低敏感性——一个昂贵的过程。新的传感器诊断病原体没有这样的试剂,灵敏度高。它还消除了冗长的DNA纯化过程创造挑战即时使用。

新的芯片由纳米孔薄膜传感器在一个特殊的反应室。引物是独特设计为固定化nanofilm,导致放大灯产品成为绑定到传感器,产生信号,可以直接和容易测量的便携式光谱仪。

接下来是什么

灯芯片提供了一个新的移动平台与ultrasensitivity使用label-free传感器检测病原体。研究小组现在将努力进一步提高灵敏度subattomolar或更低的水平。

团队旨在抵消当前挑战与high-sequence病原体检测和区分物种和品种相似之处。他们还将努力提高检测的特异性,建立定量检测通过集成人工智能和CRISPR基因编辑技术。

他们的目标是实现一个可行的产品广泛应用在植物、动物和人类健康的即时应用程序。

参考:毛泽东年代,赵J,丁X, Vuong VA,歌J l .集成传感芯片的超灵敏检测label-free loop-mediated等温扩增的产物。ACS Sens。2023;8 (6):2255 - 2262。doi:10.1021 / acssensors.3c00227

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