摘要：为了解决这个问题，密歇根州立大学的研究人员开发了两种创新方法来检测食品和水中的细菌和病毒，将检测时间从几天缩短到几小时，并在现场提供实时结果。

等待是最难熬的。尤其是在检测水或食物污染时，有时可能需要几天甚至一周才能出结果，这可能导致人们在不知情的情况下接触到病毒。

为了解决这个问题，密歇根州立大学的研究人员开发了两种创新方法来检测食品和水中的细菌和病毒，将检测时间从几天缩短到几小时，并在现场提供实时结果。

“我们知道这是一个问题，”工程学院生物系统与农业工程系教授埃万杰琳·阿洛西利亚（Evangelyn Alocilja）说。“海滩今天关闭了，但那些在检测结果出来之前去游泳的人怎么办？”

Alocilja 和她的团队开发出了比人类头发还要细的聚糖涂层磁性纳米粒子，用于去除和识别食物和水中的微生物污染物。

该研究发表在《食品安全与质量》杂志上。

聚糖是一种糖，它附着在病毒和细菌表面的蛋白质上。一旦纳米颗粒粘附到细菌上，就用磁铁将颗粒和细菌与样品分离。这样，污染物就很容易被去除。

一旦污染物被去除，下一步就是使用能够检测生物的生物传感器来识别细菌的种类。这种生物传感器使用金纳米粒子，如果存在它们所寻找的特定基因，金纳米粒子就会嵌入细菌的DNA中。

如果金纳米粒子呈现红色，则表示目标基因存在。如果金纳米粒子由红色变为蓝色，则表示纳米粒子已形成团块，目标基因不存在。

这种检测方法大约需要40分钟，这意味着用户可以在两到四小时内识别出水中的细菌，而不是一到两天。例如，沙门氏菌、弯曲杆菌和大肠杆菌通过受污染的水传播，是美国乃至全球最常见的食源性疾病病因。

Alocilja 基于纳米粒子的生物传感器技术可以在不到 30 分钟的时间内分离这些食源性和水源性细菌，在 20 分钟内提取 DNA，在 40 分钟内检测目标基因，从而节省时间和金钱。

得益于聚糖包覆磁性纳米粒子技术，检测样本仅需少量纳米粒子。例如，检测1升水或25克食物，仅需1毫升聚糖包覆磁性纳米粒子。

Alocilja 希望这些廉价的技术——聚糖涂层磁性纳米粒子每次测试的成本为 10 至 50 美分，金纳米粒子方法每次测试的成本不到 2 美元——有一天将在世界各地用于检测水质并用于改善食品安全。

阿洛西利亚表示：“我热衷于帮助资源有限的人群，他们最需要帮助，因为他们最容易受到受污染的水、食物和环境的侵害。”

这些社区通常缺乏医疗基础设施，电力供应也不稳定。基于纳米粒子的生物传感器满足了这一需求，因为它利用简单的磁铁，所需功率极小，易于操作，并且不需要冷藏。

最近，Alocilja 和她的团队一直在现场测试这种基于集成纳米粒子的样本到结果生物传感器技术，以检测传染性和抗菌素耐药性生物，可用于诊所和急诊室。

阿洛西利亚说：“我们不希望病人在得到诊断结果后还要等待很长时间才能得到治疗。”

“我们希望他们能够尽快接受治疗，因为早期诊断和治疗对于早期康复和生存至关重要。”

来源：每日科学知识