Snel, kosteneffectieve elektrochemische platforms zijn veelbelovend voor zeer gevoelige detectie van verschillende stammen van influenza en diarree-veroorzakende pathogenen.

Het verzenden van patiëntmonsters naar het laboratorium voor analyse kost tijd en kan de behandeling vertragen. Dit behandelen, onderzoekers ontwikkelen een reeks diagnostische hulpmiddelen met kleine halfgeleiderkristallen, bekend als kwantumstippen, en met kleurstof beklede silica-nanodeeltjes. Deze platforms kunnen worden geconfigureerd om meerdere pathogenen tegelijkertijd te detecteren om hun functionaliteit op het punt van zorg verder te verbeteren.

Recente ontwikkelingen in het veld die zijn aangetoond door onderzoekers van King Mongkut's University of Technology Thonburi (KMUTT) in Thailand, omvatten de gelijktijdige meting van DNA van drie organismen (Vibrio cholerae, Salmonella en Shigella) verantwoordelijk voor diarreeziekten. Het team heeft ook een platform geconfigureerd om DNA van vier verschillende stammen van het influenzavirus te identificeren.

"Gelijktijdige detectie biedt gebruikers meer informatie en bespaart tijd, wat de sensoren kosteneffectiever maakt, " legt Werasak Surareungchai uit, hoofd van de Bio and Chemical Sensor Research Group bij KMUTT. "In aanvulling, de totale steekproefomvang die nodig is voor het detecteren van alle biologische doelen is meestal veel kleiner dan voor conventionele methoden, omdat deze apparaten slechts een enkel monster nodig hebben."

Om zijn biosensoren te creëren, de groep maakt gebruik van DNA-sequenties die binden aan specifieke bacteriën, virussen of andere ziekteverwekkende micro-organismen. Tijdens de formulering, de DNA-sequentie is bevestigd aan een kwantumdot of een nanodeeltje van silica, dat fungeert als een label of marker en het mogelijk maakt dat eventuele bindingsgebeurtenissen gemakkelijk in een patiëntmonster kunnen worden geïdentificeerd.

Omdat de quantum dots van verschillende metalen zijn gemaakt (lood, cadmium en zink), ze produceren verschillende kleuren fotoluminescentie en reageren bij verschillende spanningen, met duidelijke stroompieken als reactie op een spanningszwaai, die kunnen worden gebruikt om hun aanwezigheid te identificeren.

Door dit gedrag in hun biosensor uit te buiten, de onderzoekers ontwikkelen de gelijktijdige detectie van meerdere pathogenen met behulp van een getrapte golfvorm.

In hun op silica nanodeeltjes gebaseerde apparaten, de wetenschappers vangen verschillende kleurstofmoleculen op, elk gericht op een ander micro-organisme in de deeltjes om analyse mogelijk te maken. Opnieuw, de kleurstoffen reageren op verschillende spanningen, waardoor het team de aanwezigheid van verschillende pathogenen in het monster tegelijkertijd kan lokaliseren.