الكشف المبكر والدقيق للالبكتيريا المسببة للأمراض من المهم للغاية لسلامة الأغذية والمياه، والرصد البيئي، ونقطة من الرعاية التشخيص 1. عن تقنيات علم الأحياء المجهرية التقليدية هي مضيعة للوقت، شاقة، وتفتقر إلى القدرة على الكشف عن الكائنات الحية الدقيقة في "الوقت الحقيقي" أو خارج بيئة معملية، أجهزة الاستشعار تتطور لمواجهة هذه التحديات 2-5.
في السنوات الأخيرة، التي يسهل اختراقها سي (PSI) برز كمنصة اعدة لتصميم أجهزة الاستشعار وأجهزة الاستشعار 6-20. على مدى العقد الماضي ونشرت العديد من الدراسات حول أجهزة الاستشعار وأجهزة الاستشعار البصرية القائمة على المبادرة 21،22. ملفقة طبقة ذات البنية النانومترية PSI عادة عن طريق الكهروكيميائية النقش انوديك من واحدة من الكريستال رقاقة سيليكون. المواد النانوية الناتجة PSI يحمل العديد من الخصائص من المفيد، مثل سطح كبير وحجم الحرة، المسام الأحجام التي يمكن السيطرة عليها والانضباطي الأمثلخصائص كال 10،16. الخصائص البصرية للطبقة PSI، مثل معان ضوئي 8،11 والضوء الأبيض القائم على الانعكاس التداخل 7،19، تتأثر بشدة الظروف البيئية. القبض على ضيف التحاليل الجزيئات / الهدف ضمن نتائج طبقة مسامية في تغيير في متوسط معامل الانكسار من الفيلم، يحتفل به بوصفه التشكيل في الطيف معان ضوئي أو تحولا في الطيف الموجي انعكاسية 10.
على الرغم من أن الابتكار واسعة في PSI التكنولوجيا biosensor البصرية، لا يوجد سوى عدد قليل من التقارير على منصات القائم على المبادرة للبكتيريا الكشف 6،8،20،23-29. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم هذه الدراسات إثبات صحة مفهوم أثبتت "غير المباشرة" الكشف عن البكتيريا. وبالتالي، هناك حاجة تحلل قبل عام من الخلايا لاستخراج شظايا بروتين / الحمض النووي المستهدف، سمة للبكتيريا درس 29. نهجنا هو الاستيلاء على البكتيريا المستهدفة مباشرةالخلايا على جهاز الاستشعار البيولوجي PSI. لذلك، يتم يجمد الاجسام المضادة، والتي هي محددة لاستهداف البكتيريا، على سطح مسامية. ملزمة للخلايا البكتيريا، عبر تفاعلات الضد مستضد، على سطح جهاز الاستشعار البيولوجي تحدث تغييرات في السعة (كثافة) من الطيف الانعكاسية 24-26.
في هذا العمل، ونحن التقرير على بناء وجهاز الاستشعار البيولوجي القائم على المبادرة البصرية وإظهار تطبيقه كمنصة biosensing خالية من التسمية للكشف عن الإشريكية القولونية (E. كولاي) K12 البكتيريا (تستخدم الكائنات الحية الدقيقة نموذج)، ورصد الإشارات الضوئية هو الضوء الذي ينعكس من البنية النانوية PSI بسبب فابري بيرو التدخل رقيقة (الشكل 1A). ترتبط التغييرات في ضوء السعة / كثافة لتجميد محددة من خلايا البكتيريا المستهدفة على سطح جهاز الاستشعار البيولوجي، مما يسمح للكشف السريع وتقدير من البكتيريا.