宾夕法尼亚州立大学的莎拉·斯莫尔 信用:Unsplash/CC0公共领域 从食品安全到医学诊断，检测活菌在各个领域都很重要
现有的进行抗生素敏感性试验的技术——例如，允许卫生保健提供者为特定感染开出正确剂量的抗生素的试验——速度慢，需要熟练的人员，或者使用笨重昂贵的仪器
宾夕法尼亚州立大学研究人员开发的一种新的电化学传感器现在可以使这一过程更简单，同时成本低且便于携带，可以直接监测血液或牛奶等液体样本中的活菌
宾夕法尼亚州立大学电气工程和计算机科学学院电气工程助理教授艾达·易卜拉希米说:“血液是一种非常复杂的解决方案。”
“它含有多种成分，包括红细胞和许多蛋白质，这使得检测特定目标(如活细菌细胞)变得非常困难
它也是光学不透明的，这使得光学方法直接分析血液具有挑战性
" 相反，电化学传感器不受样品不透明度的限制
然而，现有的用于测量细菌生存力的电化学方法需要将氧化还原活性试剂与样品混合
氧化还原活性试剂与代谢细胞交换电子
然而，一个问题是这种试剂会干扰抗生素
此外，这些试剂的添加限制了用于检测活细菌的传感器的应用，例如在食品筛选中
易卜拉希米小组开发的新方法不需要任何额外的试剂
“我们开发了一种氧化还原活性晶体，称为RZx，使用简单的电沉积方法，只使用有机成分，”易卜拉希米说
“制造这种材料的过程成本非常低，而且是在室温和中性酸碱度下进行的——不是酸性或碱性——因此非常安全和环保
这种有机晶体能够通过检测细胞呼吸引起的酸碱度变化以及检测代谢活细胞释放的小分子来直接检测细菌的代谢活性
" 研究人员还通过在各种电极上沉积RZx展示了传感器制造过程的多功能性，从纸上的丝网印刷碳电极到使用CO2激光写入系统创建的激光诱导石墨烯电极
这种设计和制造任意几何形状的能力对于可扩展生产和设备工程非常重要
虽然易卜拉希米的团队最近在快速反卫星方面取得了其他进展，但基于RZx的传感器是便携式的
此外，在他们之前的研究中，他们观察了细菌的运动，而在这里，他们正在探测细胞的代谢活动
这是有利的，因为有时细菌在新陈代谢或“呼吸”时可能不会移动
" 易卜拉希米还指出，这种方法不仅可以用于医学诊断，还可以用于检测食品质量
除了检测血液，研究人员还检测了牛奶样本，因为活菌检测在食品安全和质量检查中很重要
同样的原理也可以应用于测试水的环境安全和监测
除了这些工作，易卜拉希米还在考虑这种方法的未来应用
她说:“在未来，我们正在研究扩大其他微生物病原体的分析工作，如真菌，以及AST以外的应用，特别是智能伤口敷料或智能导管，因为这两个领域的细菌感染都是大问题。”
讨论这些结果的论文，“用于无试剂电化学抗生素敏感性测试的有机氧化还原活性结晶层”(ORACLE-AST)，最近发表在《生物传感器和生物电子学》杂志上
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