Ny biosensor kan forbedre mad, vandsikkerhed og kræftregistrering

En nanoteknologibaseret biosensor, der udvikles af forskere ved Kansas State University, kan muliggøre tidlig påvisning af både kræftceller og patogener, fører til øget fødevaresikkerhed og reducerede sundhedsrisici.

Lateef Syed, doktorand i kemi, Hyderabad, Indien, udvikler biosensoren med Jun Li, lektor i kemi. Deres forskning fokuserer på E coli , men Syed sagde, at den samme teknologi også kunne registrere andre former for patogener, såsom salmonella og vira.

"Kansas er en førende stat inden for kødproduktion og fjerkræindustrien, "sagde han." Ethvert udbrud af patogener i disse industrier forårsager enorme økonomiske tab og en masse sundhedsrisici. Vi ønsker at forhindre disse udbrud ved at opdage patogener på et tidligt tidspunkt. "

Syeds seneste forskningsplakat, "Dielektroforetisk indfangning af E coli ved Nanoelectrode Arrays, "blev udnævnt til vinder på det seneste Capitol Graduate Research Summit i Topeka. En artikel om dette arbejde er blevet accepteret til offentliggørelse i det videnskabelige tidsskrift Elektroforese .

I mere end tre et halvt år har Syeds forskning har fokuseret på at udvikle nanoteknologibaserede biosensorer til påvisning af patogener og kræftbiomarkører. Han begyndte forskningen som doktorand under ledelse af Li, der har forsket i nanoteknologi i 15 år.

"Nanoteknologi er et meget spændende område, "Sagde Li." Det giver virkelig en mulighed for at løse problemer vedrørende sundhedspleje og fødevaresikkerhed. Det kan også være nyttigt for miljø og energispørgsmål. "

Projektet er en fortsættelse af det arbejde, Li udførte på NASA Ames Research Center i Californien, hvor han tilbragte syv år med at udvikle nanoteknologi. Mens han arbejdede i Californien, Li kom på ideen om at udvikle en lille chip til at fange og opdage patogener.

Da Li ankom til K-State i 2007 fortsatte han biosensorforskningen med Syed. Sammen arbejder de på at udvikle biosensorer til kræftdiagnose og påvisning af patogener. For at udvikle disse biosensorer, holdet bruger carbon nanofibre, eller CNF'er, fordi de kan danne en række små elektroder, der er endnu mindre end bakterier og vira. Når disse mikrobielle partikler fanges på elektrodeoverfladen, et elektrisk signal kan detekteres.

"Et mål er at integrere denne teknologi i en håndholdt elektronisk enhed til påvisning af patogener, så vi kan bruge denne enhed til online-overvågning af vandkvalitet eller fødevarekvalitet på industrielle forarbejdningssteder, "Syed sagde." Vi har nogle foreløbige resultater, der tyder på, at denne teknologi er mulig, og det er jeg ret glad for. "

Projektet er støttet af en canadisk virksomhed kaldet Early Warning Inc., som forsynede K-State-forskergruppen med $ 240, 000 i to år som en del af udviklingsarbejdet. For nylig, projektet blev også støttet af U.S. Department of Homeland Security Center of Excellence for Emerging and Zoonotic Animal Diseases, eller CEEZAD, i K-State.

"Vi arbejder stadig med virksomheden og forsøger i sidste ende at levere dette som et produkt for at fodre markedet til overvågning af vandkvalitet, "Sagde Li." Du vil ikke have, at folk drikker forurenet vand og bliver syge, før du kan gøre noget. Denne forskning kan være meget nyttig i fremtiden, da den kan anvendes i de meget tidlige stadier, før et udbrud breder sig.

"Nanoteknologi er et mangfoldigt område, og inkluderer sådanne biosensoranordninger, som vi kan udvikle i dette laboratorium på universitetet, "sagde han." Så længe vi leder efter disse muligheder, vi kan skabe noget, der er nyttigt for Kansas og for mennesker, der bor her. "