Bærbar enhed registrerer miltbrand på under en time

En bærbar enhed kan påvise tilstedeværelsen af ​​miltbrandbakterien på cirka en time fra en prøve, der indeholder så få som 40 mikroskopiske sporer, rapporter Cornell og University of Albany forskere, der opfandt det. Enheden kunne give tidlig detektion i tilfælde af et miltbrandangreb, redde mange liv.

Det grundlæggende design, som er lille nok til at passe i luftrummet på et fly, potentielt kunne skræddersyes til at opdage utallige andre patogener, såsom salmonella, eller bruges i marken til DNA-kriminalteknik.

"Det blev bygget med tanken om at være bærbar, sagde Carl Batt, Liberty Hyde Bailey professor ved Institut for Fødevarevidenskab på Cornell og medforfatter til papiret offentliggjort i juli i International Journal of Biomedical Nanoscience and Nanotechnology (bind 2, nr. 2). Nathaniel Cady, Ph.D. '06, en nanoskalaingeniør ved University of Albany, er avisens hovedforfatter.

Syv år undervejs, detektoren kræver, at en prøve indsættes i enheden. Derfra genopretter maskinen automatisk celler, opsamler og oprenser DNA og udfører derefter real-time polymerase kædereaktioner (PCR) for at identificere, om miltbrand er til stede. PCR kan amplificere ekstremt små mængder DNA og er en veletableret platform til hurtig påvisning af biologisk materiale.

Forskerne begyndte med at erhverve sig, hvad der svarer til en lille kuffertstørrelse plastikboks med den forestilling, at "hvad vi end gør, det skal passe ind her. Det var en streg i sandet, en ingeniørudfordring, hvor alt skulle passe i kassen, " sagde Batt.

Formen af ​​en stærkt forstærket kuffert, enheden er komplet med pumper, varme- og køleelementer, og optiske og beregningsmæssige kredsløb.

Ved at skræddersy forskellige analyser til den bærbare PCR-platform i realtid, enheden kan bruges til en række forskellige applikationer ud over miltbranddetektion, såsom på et gerningssted for retsmedicin. For eksempel, hvis detektiver finder en prøve, de mener tilhører en gerningsmand, de kan bruge sådan en enhed til hurtigt og bredt at bestemme den mistænktes køn eller øjenfarve.

Forskerne arbejder i øjeblikket på at udvikle nye strategier til pumpning af væsker i enheden, et system, der nu optager størstedelen af ​​pladsen og det meste af magten. Nye pumpesystemer baseret på siliciumbehandling er ved at blive skabt, som kunne give ingeniører mulighed for at fremstille de fleste af komponenterne i systemet på en enkelt chip.

Forskningen blev finansieret af KRAFT Foods, det amerikanske landbrugsministerium, National Institute of Justice and Food and Drug Administration.