印度理工學院開發出檢測與量化細菌的生物傳感器及移動應用程序

智能手機正越來越多地涉足醫療領域。據麥姆斯咨詢報道，印度理工學院（Indian institute of technology，簡稱IIT）德里分校的研究人員開發出用于細菌檢測的生物傳感器及移動應用程序。

這款移動應用程序被稱為“比色檢測器”（colorimetric detector），其使用方法是將生物傳感器安裝在手機攝像頭的前端，攝像頭拍攝圖像后，該應用程序對圖像進行分析。由于活菌的存在會導致生物傳感器表面顏色變黑，應用程序再根據顏色的變化程度進行測量。一旦其變化程度達到設定值，手機就會開始振動并發出紅色信號。這樣的使用方法讓細菌檢測變得簡單、便攜，成本效益可期。

研究人員分別用四種細菌的菌株——大腸桿菌、假單胞菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌，對這款生物傳感器進行測試。他們還單獨制備了大腸桿菌的培養基，并在培養基中加入氨芐青霉素以進行測試。為了驗證測試結果，研究人員使用現有的熒光顯微鏡和“集落形成單位”重新計算菌落總數。

這款生物傳感器依賴于一種由活菌產生的硫化氫氣體，這種氣體信號分子可在細菌群感應系統中傳遞生物信號。其核心裝置是銀納米棒傳感器，它與硫化氫結合會發生化學反應，形成黑色的硫化銀。銀納米棒的顏色和濕潤度在其接觸到活菌時會發生變化，相反地，死菌不會與其發生任何反應。

“通過觀察傳感器陣列顏色和濕潤度的變化程度，人們可以輕松地區分活菌和死菌以及抗生素耐藥細菌和正常菌群，”研究小組負責人J P Singh教授在接受India Science Wire采訪時這樣說道。另外他還補充道，該裝置可供人類預防傳染病的傳播。

諸如標準平板計數法之類的傳統檢測技術不僅耗時，并且須由專業技術人員進行操作?！捌渌缡褂米贤夤庾V儀和流式細胞儀之類的檢測技術，檢測方法雖然簡單，但也須配備復雜的專業儀器和專業技術人員。為了克服這些問題，一種相對簡便且高效的檢測技術對于預防抗生素耐藥細菌的感染和傳播就顯得尤為重要了?！盨ingh教授補充道。

上述測試結果表明，與傳統方法需要16至24小時才能得出檢測結果相比，這款基于移動應用程序的生物傳感器僅在6小時內就檢測并區分出活菌和死菌。研究人員稱，這項技術對醫院和診所診斷由抗生素耐藥性與非耐藥性病原體引起的細菌感染和其他相關疾病具有潛在的應用價值。

研究團隊來自印度理工學院的J P Singh教授、Shashank Gahlaut博士、C Sharan博士、Prashant Mishra教授和Neeti Kalyani博士。該項研究結果發表在《生物傳感器和生物電子學》雜志上。