Summary
L’objectif général du présent protocole est de synthétiser des nano-capteurs fonctionnels pour la portable, rentable, et une détection rapide des spécifiquement les bactéries pathogènes grâce à une combinaison de relaxation magnétique et modalités d’émission de fluorescence.
Abstract
Entérohémorragique Escherichia coli O157 : H7 a été liée à la fois d’origine hydrique et les maladies d’origine alimentaire et reste une menace malgré les méthodes de dépistage-nourriture et eau utilisée actuellement. Tandis que les méthodes de détection bactérienne conventionnels, tels que la réaction en chaîne par polymérase (PCR) et les dosages immuno-enzymatiques (ELISA) peuvent détecter spécifiquement pathogènes contaminants, dont ils ont besoin préparation approfondie et longues périodes d’attente. En outre, ces pratiques demandent des instruments de laboratoire sophistiqué et paramètres et doivent être exécutés par des professionnels qualifiés. Dans les présentes, un protocole est proposé pour une simple technique de diagnostic qui offre la combinaison unique des paramètres magnétiques et fluorescentes dans une plateforme à base de nanoparticules. Le projet multiparamétriques magnéto-fluorescentes nano-capteurs (MFnS) permet de détecter la contamination e. coli O157 : H7 avec aussi peu que 1 unité formant colonie présente en solution dans moins de 1 h. En outre, la capacité de MFnS à rester très fonctionnel dans les milieux complexes tels que le lait et l’eau du lac a été vérifiée. Tests de spécificité supplémentaires ont aussi servis à démontrer la capacité de MFnS pour détecter uniquement les bactéries cibles précis, même en présence d’espèces de bactéries semblables. L’appariement des modalités magnétiques et fluorescentes permet la détection et la quantification de la contamination par des pathogènes dans un large éventail de concentrations, présentant ses performances élevées dans les deux détection de contamination et de tard-début. L’efficacité, l’abordabilité et portabilité de la MFnS rendent un candidat idéal pour le point-of-care dépistage contaminants bactériens dans un vaste éventail de contextes, de réservoirs aquatiques pour les aliments emballés dans le commerce.
Introduction
La présence persistante de la contamination bactérienne dans les deux produit commercialement des produits alimentaires et des sources d’eau a créé un besoin pour les plateformes de diagnostics toujours plus rapides et plus précis. 1 , 2 certains des contaminants bactériens plus communs responsables de la contamination des aliments et l’eau sont des genres Salmonella, Staphylococcus, Listeria, Vibrio, Shigella, Bacillus et Escherichia. 3 , 4 la contamination bactérienne de ces agents pathogènes souvent se traduit par des symptômes tels que diarrhée, gastro-entérite, fièvre et choléra. 4 contamination des sources d’eau souvent a des effets drastiques et indésirables sur les communautés n’ont pas accès à l’eau suffisamment filtrée, et la contamination des aliments a conduit à un grand nombre de maladies et les efforts de rappel de produits. 5 , 6
Afin de réduire l’apparition de maladies dues à la contamination bactérienne, il y a eu un certain nombre d’efforts pour développer des méthodes par lequel l’eau et nourriture peuvent être efficacement scannés avant la vente ou la consommation. 3 techniques comme la PCR,1,7,8,9,10 ELISA,11,(12 ) amplification isotherme boucle-négociée LAMPE),13,14 parmi d’autres,15,16,17,18,19,20,21, 22,23,24 a récemment utilisé pour la détection de pathogènes différents. Par rapport aux traditionnels bactéries cultivant des méthodes, ces techniques sont beaucoup plus efficaces en ce qui concerne la spécificité et l’heure. Toutefois, ces techniques se battent encore avec les faux positifs et négatifs, des procédures complexes et le coût. 1 , 3 , 25 c’est pour cette raison que multiparamétriques magnéto-fluorescentes nano-capteurs (MFnS) sont proposés comme une méthode alternative pour la détection bactérienne.
Ces Nano-capteurs paire unique ensemble relaxation magnétique et modalités fluorescentes, ce qui permet pour une plate-forme de détection de double qui est rapide et précise. La capacité de MFnS de détecter aussi peu que 1 UFC dans les minutes à l’aide d’e. coli O157 : H7 comme un contaminant de l’échantillon, est démontrée. Anticorps spécifiques sont utilisés pour augmenter la spécificité, et la combinaison des modalités magnétiques et fluorescentes permet la détection et la quantification des contaminants bactériens dans les deux gammes de basse et la haute-contamination. 16 dans le cas de contamination bactérienne, la nano-capteurs envahiront autour de la bactérie en raison de la capacité de ciblage des anticorps spécifiques. La liaison entre les bactéries et les nano-capteurs magnétiques limite l’interaction entre le noyau de fer magnétique et les protons de l’eau environnante. Cela entraîne une augmentation du temps de relaxation T2, telles qu’enregistrées par un relaxometer magnétique. Lorsque la concentration de bactéries en solution augmente, les nano-capteurs se dispersent avec la multiplication des bactéries, aboutissant à des valeurs plus faibles de T2. A l’inverse, émission de fluorescence augmentera proportionnellement à la concentration des bactéries, en raison de l’augmentation du nombre de nano-capteurs directement lié à l’agent pathogène. Centrifugation des échantillons et l’isolement de la pastille bactérienne, conservera uniquement les nanoparticules liés directement à la bactérie, supprimant toute nanodétecteurs flottant librement et directement corrélées avec le numéro de l’émission de fluorescence bactéries présentes dans la solution. Une représentation schématique de ce mécanisme est représentée dans la Figure 1.
Cette plate-forme MFnS a été conçue avec projection de point-of-care à l’esprit, ce qui entraîne des caractéristiques avantageuses et portables. MFnS sont stables à température ambiante et sont seulement tenus dans des concentrations très faibles pour la détection précise des contaminants bactériens. En outre, après synthèse, utilisation de la MFnS est simple et ne nécessite pas l’utilisation de professionnels formés dans le domaine. Enfin, cette plate-forme diagnostique permet un ciblage hautement personnalisable, fournissant un moyen par lequel cette une plate-forme unique peut être utilisée pour détecter des agents pathogènes de toutes sortes, dans de nombreux contextes différents.
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Protocol
1. synthèse et fonctionnalisation de multi paramétrique magnéto-fluorescentes nano-capteurs (MFnS).
- Synthèse de superparamagnetic iron oxide nanoparticles (IONPs)
- à préparer pour la synthèse IONP, préparer les 3 solutions suivantes : Solution 1 : FeCl 3 0,70 g et FeCl 2 H 2 O (2 mL), Solution 2 : NH 4 OH (2,0 mL, 13,4 M) H 2 O (15 mL) et 3 Solution : acide polyacrylique (0,855 g) H 2 O (5 mL).
- Ajouter 90 µL de 2 M d’acide chlorhydrique (HCl) à la Solution 1 et puis mélanger immédiatement avec la Solution 2 tout en produisant des tourbillons à 875 tr/min. Ajouter ensuite la Solution 3. Continuer de vortex pour 60 min.
- Centrifuger pendant 20 min à 1 620 x g. Centrifuger le surnageant pendant 20 min à 2 880 x g.
- Purifier le surnageant final par l’intermédiaire de dialyse. Versez le surnageant dans un sac de dialyse (MWCO 6 − 8 K) et le placer dans un bécher contenant solution saline tamponnée au phosphate (PBS) (pH = 7,4) et barre de spin. Laisser tremper pendant 12 h, remplaçant avec tampon frais chaque 2-3 h.
- Conjugaison des anticorps spécifiques à la cible à la surface du IONPs
- préparer quatre solutions suivantes : Solution A: 5 mg de 1-éthyl - 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide chlorhydrate (EDC) pour 250 µL MES [2-(N- mémoire tampon morpholino) ethanesulfonic acide] (0,1 M, pH = 6,8), Solution b : 3 mg de N-Hydroxysuccinimide (NHS) dans 250 µL de tampon de MES (0,1 M, pH = 6,8), Solution C: 5 µg de IgG1, le mAb e. coli, dans 225 µL de solution saline tamponnée au phosphate (PBS) (pH 7,4) et Solution D: 4 mL d’IONP (5,0 mmol) dans 1 mL de PBS (pH 7,4).
- Ajouter 2-(N-Morpholino) ethanesulfonic acide (MES) tampon de Solution A, puis immédiatement ajouter Solution A pour Solution D par petits incréments dans les 15 s, inversant la solution après chaque ajout pour mélanger.
- Commencer immédiatement à ajouter Solution B à D de la Solution par petite quantité sur une période de trois minutes. Mix en inversant la solution après chaque ajout.
- Ajouter la Solution C de solution par incréments de 5 µL, inversant la solution après chaque ajout pour mélanger.
- Laisser la réaction continue pendant 3 h à température ambiante et ensuite poursuivre l’incubation à 4 ° C du jour au lendemain.
- Purifier les résultantes IONPs Ab-conjugués via la colonne magnétique à l’aide de PBS (pH = 7,4, final [Fe] = 3,5 mmol) pour éliminer les anticorps non conjuguées.
- Laver la colonne magnétique avec du PBS (1 mL). Fixer la colonne sur la plaque magnétique et ajouter la solution IONP.
- Laver la colonne magnétique avec du PBS (1 mL) à nouveau. Supprimer la colonne magnétique de plaque magnétique. Ajoute la colonne de PBS et recueillir la solution. Conserver à 4 ° C
- Encapsulation fluorescent 1,1 ' - Dioctadecyl - 3,3,3 ', 3 '-colorant tétraméthylindocarbocyanine Perchlorate (DiI) dans le revêtement d’acide polyacrylique des IONPs anticorps conjugués à l’aide une méthode de diffusion solvant.
- 4 mL des IONPs, ajouter goutte à goutte 2.0 µL de colorant DiI (2 mmol) dans 100 µL de DMSO avec mélange continu à 1100 tr/min.
- Dialyser la solution résultante (MWCO 6-8 KDa, 12 h) contre PBS, création d’une solution finale de MFnS dont la concentration finale de fer [Fe] = 2 mmol.
- Caractérisation des MFnS
- pour l’analyse spectrophotométrique, utiliser un lecteur de plaques pour détecter encapsulé DiI colorant avec émission de fluorescence à 595 nM.
- Diffusion dynamique de la lumière
- Place un échantillon de la solution MFnS dans un zetasizer pour déterminer la taille moyenne et la charge superficielle de la MFnS.
Remarque : Ici, la taille moyenne et la charge de surface des MFnS fonctionnelle se sont révélés 77.09 nm et -22,3 mV, respectivement.
- Place un échantillon de la solution MFnS dans un zetasizer pour déterminer la taille moyenne et la charge superficielle de la MFnS.
2. Bactériennes Culturing et préparation de la Solution Stock
- de culture bactérienne
- hydrater une pastille lyophilisée (e. coli O157 : H7) dans 1 mL de bouillon et ajouter ensuite 5 mL de bouillon supplémentaire.
- Appliquer 100 µL de cette solution à une boîte de gélose et l’ensemencer à l’aide d’une anse à inoculation stérile, suivie d’une incubation à 37 ° C pendant 24 h.
- Après 24 h, sélectionner une colonie isolée dans la gélose et ajoutez-le à un 15 mL de bouillon de culture. Incuber à 37 ° C pendant 4 à 6 h, tout en surveillant la valeur de densité optique (absorbance à 600 nm).
- Après avoir obtenu une valeur de densité optique de 0.1, arrêter la mise en culture et effectuer des dilutions sériées.
- Des dilutions
- Ajouter 900 µL de bouillon nutritif à huit microtubes stériles à.
- Ajouter 100 µL de la suspension bactérienne dans le premier tube (dilution 10 -1).
- Prendre 100 µL dans le premier tube et ajoutez-le à la seconde, pour obtenir une dilution de 10 -2. Poursuivre cette tendance pour les tubes restants, se terminant par une dilution finale de 10 -8.
- Transférer 100 µL de chaque tube pour séparer les boîtes de gélose et incuber pendant 24 h à 37 ° C.
- Le lendemain, compter la colonie formant des unités (UFC) sur chaque plaque. Sélectionnez la plaque avec ~ 100 UFC. Utiliser les dilutions correspondantes d’autres expériences (100 µL = ~ 100 UFC).
Remarque : Ici, c’est la dilution de 10 -6 qui a donné lieu à le 100 ~ UFC.
3. Rapide détection d’e. coli O157 : H7 à l’aide de MFnS
- Spike diverses solutions de PBS (1 X, pH 7,4, 300 µL) avec l’augmentation des quantités de stock bactérienne 10 -6, ayant pour résultat UFC varie de 1 à 100. Ajouter un montant régulier de MFnS (100 µL) à ces solutions.
- Créer une solution de base qui contient seulement le PBS (1 X, pH 7,4, 300 µL) et MFnS (100 µL).
- Incuber pendant 30 min à 37 ° C des solutions et puis laissez-les refroidir à température ambiante.
- Transfert des solutions individuelles à le relaxometer magnétique (0,47 Tesla) et enregistrer les modifications dans les temps de relaxation (T2) par rapport à l’UFC dans chaque solution.
- Pour enregistrer les modifications dans les valeurs de T2, commencez par mesurer la valeur de T2 de la solution de référence contenant uniquement les PBS et MFnS.
Relaxometer
- Place de la solution dans le magnétique. Ouvrez le logiciel respectif, sélectionnez le " relaxation T2 " réglage et appuyez sur " mesure. "
- suite à la collection de la ligne de base T2, mesurer les valeurs de T2 des solutions complémentaires qui ont été fortifiées avec divers les concentrations de bactéries.
Remarque : Le changement de T2 est équivalent à la référence T2 soustraite de la T2 enrichis.
- Pour enregistrer les modifications dans les valeurs de T2, commencez par mesurer la valeur de T2 de la solution de référence contenant uniquement les PBS et MFnS.
Relaxometer
- Retirer des échantillons provenant de le relaxometer magnétique et centrifuger les tubes à 2880 x g pendant 10 min.
- Éliminer le surnageant et remettre en suspension bactériennes boulettes dans 100 µL de PBS (1 X, pH 7,4).
- Ajouter 80 µL de chaque remise en suspension à une plaque à 96 puits et les intensités de fluorescence record à 595 nM.
Remarque : Test peut être répété à l’aide de solvants différents, y compris l’eau du lac, de lait et d’autres, tel que décrit dans la section résultats
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Representative Results
Le mécanisme d’action MFnS est représenté dans la Figure 1. Le regroupement des MFnS autour de la surface des contaminants bactériens interfère avec les interactions entre les noyaux de la MFnS et les noyaux d’hydrogène environnant. À la suite de cette relaxation clustering, magnétique, les valeurs augmentent. Augmentation de la concentration de contaminants bactériens, clustering réduit, et le changement des valeurs de T2 diminue. Par conséquent, l’ajout d’une modalité fluorescente est crucial. Comme la concentration bactérienne augmente, la puissance du signal fluorescent produite par MFnS augmente, permettant à la sensibilité de la détection de contaminants bactériens dans les deux gammes de concentration faible et élevée.
Suite au protocole,16 MFnS ont été synthétisés et tout d’abord testée dans les solutions de PBS (1 X, pH 7,4). La modalité initiale utilisée pour la détection, la relaxation magnétique, a été utilisée pour enregistrer les modifications dans les valeurs de T2. Conformément au protocole, les échantillons ont été ensuite centrifugés, boulettes ont été remis en suspension et fluorescence sont collectées. Les ΔT2 correspondantes et les valeurs d’émission de fluorescence sont présentés dans la Figure 2. Comme indiqué, la valeur de ΔT2 était le plus important à des concentrations plus faibles de contamination bactérienne et atteint une saturation à peu près 20 UFC. Émission de fluorescence, d’autre part, sont devenus plus précise à > 20 UFC, montrant l’importance de conjuguer ces deux modalités. Suite à ces tests primaires, des tests similaires ont été menées dans des milieux complexes, y compris le lait et l’eau du lac. Ceci permet de s’assurer que les nano-capteurs sont toujours en vigueur dans les milieux plus complexes. Les données provenant de ces analyses sont présentées dans la Figure 3 et sont très semblables à des essais effectués dans du PBS. Il vérifie que ces nano-capteurs restent efficaces dans les milieux complexes.
Après avoir confirmé que MFnS pourrait détecter la présence de contaminants bactériens dans les milieux simples ou complexes, un certain nombre de tests ont été ensuite mené afin de déterminer le degré de spécificité maintenue par les nano-capteurs. À cette fin, MFnS ont été incubés dans des solutions contenant des bactéries cibles, bactéries tuées par la chaleur des cibles, des bactéries non ciblés (non pathogène e. coli et Salmonella typhimurium) et un mélange. Comme il s’agissait uniquement d’un test de spécificité, la collecte des données de relaxation magnétique seules était suffisante, et les données correspondantes sont présentées à la Figure 4. Comme peut être vu, le MFnS lié uniquement à e. coli O157 : H7, de vivre et non pour les autres bactéries tuées par la chaleur ou non ciblés. Ce niveau de spécificité est attribué à l’anticorps conjugués de ciblage et confirme en outre que MFnS sera efficace dans la détection des contaminants de l’agent pathogène spécifique, même en présence d’espèces de bactéries non pathogènes.
Figure 1 : Mécanisme de détection magnéto-fluorescentes. Représentation schématique de la synthèse MFnS et le mécanisme de double-modal de détection bactérienne. Après une période d’incubation courte (30 min), MFnS sont capables de détecter avec sensibilité les bactéries ciblées via une combinaison de résonance magnétique et l’émission de fluorescence. Regroupement des MFnS autour de la surface des contaminants bactériens provoque des changements dans les valeurs de relaxation magnétique, qui sont détectables par un relaxometer magnétique. En outre, les signaux fluorescents peuvent être collectées auprès du MFnS directement liés aux contaminants bactériens. Cela fournit une plate-forme de détection de double-modal capable de contaminants bactériens de détection dans les deux gammes de concentration faible et élevée. 16 ce chiffre a été modifié avec la permission de. 16
Figure 2 : Preuve de Concept. A) données de relaxation magnétique (ΔT2) on a tout d’abord prélevées des dilutions d’e. coli O157 : H7 (1-100 UFC) dans le solvant de PBS (1 X, pH = 7,4). M. détection de bactéries a été très sensible à des dénombrements d’UFC plus faibles (en médaillon : allant de 1 à 20 UFC). Toutefois, les lectures de ΔT2 devient saturées à des concentrations plus élevées de bactéries (> 20 UFC), indiquant que M. n’est plus valable pour la détection et la quantification de la contamination bactérienne précoce. B) données d’émission de fluorescence de la même dopé solutions de PBS (en médaillon : parcelle de linéarité). Les résultats ont montré que la méthode de détection de fluorescence est plus sensible aux comtes d’UFC plus élevés, alors qu’il est dépourvu de sensibilité pour les échantillons d’UFC faibles. Ensemble, ces résultats démontrent la capacité des modalités magnétiques et fluorescentes pour détecter et quantifier la contamination bactérienne en et fin-début de contamination bactérienne. 16 les valeurs moyennes des trois mesures sont représentés ± écart-type. Ce chiffre a été modifié avec la permission de. 16
Figure 3 : Détection bactérienne dans un milieu complexe. La relaxation magnétique ΔT2 données recueillies auprès de médias plus complexes, y compris le lac A) l’eau et lait B). Similaires aux données recueillies dans les solutions précédentes de PBS, il a été noté que la détection de contaminants bactériens était plus sensible de l’ordre de 1 à 20 de CFU (EISN). Correspondantes données d’émission de fluorescence ont été recueillies pour la C) l’eau du lac et D) des échantillons de lait (EISN : parcelles de linéarité), qui a montré une sensibilité plus élevée avec l’augmentation de nombre d’UFC. Une fois de plus, ces données démontrent l’efficacité avec laquelle chaque modalité complète l’autre et valider leur capacité à rester fonctionnel dans des milieux complexes. 16 les valeurs moyennes des trois mesures sont représentés ± écart-type. Ce chiffre a été modifié avec la permission de. 16
Figure 4 : Spécificité MFnS. La spécificité de MFnS a été testée avec Monsieur analyse dans des solutions de bouillon nutritif contenant A) un certain nombre de croix-contaminants bactériens et un mélange et B) chaleur-inactiver e. coli O157 : H7. Comme indiqué, il est clair que les nano-capteurs n’ont peu ou aucun liaison avec bactéries non ciblés et sont encore capable de détecter les bactéries ciblées en présence d’autres contaminants, en veillant à ce que cette forme de projection se ferait parble pour utilisation dans des milieux complexes qui contiennent un certain nombre d’espèces de bactéries non pathogènes. C) autres spécificité tests ont été effectués en synthétisant MFnS avec un anticorps d’isotypes (cercles rouges : Anti -Escherichia coli O111), qui a abouti à peu ou aucune liaison par rapport à l’O157 : H7 conjugués anticorps MFnS (carrés noirs). Ces résultats démontrent que MFnS seulement réagir avec bactéries viables cible, outre de vérifier leur efficacité comme une plate-forme de diagnostique point-of-care. 16 les valeurs moyennes des trois mesures sont représentés ± écart-type. Ce chiffre a été modifié avec la permission de. 16
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Discussion
Ce protocole a été conçu pour produire MFnS entièrement fonctionnel aussi simplement que possible. Cependant, il y a beaucoup de points clés au cours de laquelle l’altération du protocole peut être utile, selon l’objectif final de l’utilisateur. Par exemple, l’utilisation de différents anticorps permettrait de ciblage de nombreux autres agents pathogènes. En outre, ce protocole n’est pas limité à l’utilisation d’anticorps comme ciblant les molécules. N’importe quelle molécule qui a une affinité de liaison spécifique pour bactéries pathogènes cibles, tels que les récepteurs des cellules hôtes, peut également être utilisée comme ciblant les molécules. Aussi longtemps que la molécule de ciblage est une amine primaire ou un groupe de l’alcool, ou peut être fonctionnalisée pour avoir un, il peut se conjuguer à la surface des nanoparticules d’oxyde de fer selon la chimie de conjugaison EDC/NHS énumérée dans le protocole. Deuxièmement, le montant de MFnS utilisés dans chaque solution de détection peut varier. Il est important d’utiliser assez afin que la valeur de T2 pour la solution de base (ne contenant que les solvants et les NANOCAPTEUR sans pathogène cible) est de l’ordre de 100-250 m si la valeur de référence est inférieur à 100, puis les changements dans les valeurs de T2 sera moins sensibles , en raison d’une surabondance de NANOCAPTEUR. Pour augmenter la valeur de T2 de base, réduire la quantité de NANOCAPTEUR en solution. Si, toutefois, le niveau de référence est supérieur à 250, il devient trop sensible et faux positifs peuvent devenir plus susceptibles. Pour ces raisons, il est suggéré de viser une solution de base valeur de T2 entre 100-250 ms.
Limites en vigueur du présent protocole, lors de l’examen de son utilisation comme diagnostic point-of-care, sont la dépendance envers l’actuel relaxometer magnétique de benchtop. Bien qu’efficace et stable, cette plate-forme de relaxation magnétique pourrait être réduite en taille pour augmenter sa portabilité. Cela augmenterait la facilité avec laquelle cette plateforme pourrait servir dans des environnements différents, comme à des sources d’eau ou sur les marchés de produits d’épicerie, pour contrôle bactérien sur place réelle. Cela pourrait également réduire le coût de cette machine, rendant plus faisable pour la détection des pathogènes point-of-care.
En ce qui concerne la maladie détection diagnostic et agents pathogènes dans les milieux pauvres en ressources, cette plateforme a le potentiel pour être plus efficace que le pathogène diagnostic techniques actuelles utilisées aujourd'hui, y compris les PCR et ELISA. Bien que ces techniques traditionnelles sont avérés efficaces dans une large mesure, ils sont très complexes, coûteux et lent. Par conséquent, il y a un besoin pour une plate-forme de diagnostic précis qui pourrait être développé pour une utilisation en milieux pour point-of-care détection d’agents pathogènes et de diagnostic des maladies. Cette plate-forme est relativement simple à utiliser, rapide et rentable. En dehors des coûts de mise en service initiale des machines nécessaires (lecteur relaxometer et plaque), les MFnS réelles sont relativement bon marché et très stable. En outre, la collection de valeurs de T2 est simple et ne nécessite pas un technicien de laboratoire professionnel.
Collaboration avec des ingénieurs chimiques et biologiques se poursuivra à l’avenir, pour concevoir un dispositif plus portable, portatif qui pourrait être utilisé pour la détection de contamination bactérienne à l’aide de MFnS fois magnétique et fluorescente. Le développement d’un appareil plus petit contribuerait à réduire les coûts liés à cette plateforme de détection et accroître son efficacité dans le domaine. En outre, cette plateforme a le potentiel d’être utilisé pour analyser l’efficacité du développement des agents biocides. Comme indiqué dans nos données, nos MFnS n’ont pu se lier avec les bactéries ciblées en direct et ne produit peu ou aucun signal lorsque incubées en présence de bactéries tuées par la chaleur. Compte tenu de cela, notre plateforme pourrait servir à tester l’efficacité des candidats biocide, et nous avons l’intention d’explorer cela plus loin dans l’avenir.
Des étapes cruciales dans le présent protocole incluent la synthèse initiale de MFnS et collecte de données T2. Il est important de bien purifier le MFnS pour s’assurer que les anticorps flottants n’interfèrent pas avec la collecte de données T2. En outre, le montant de MFnS placé dans chaque échantillon doit être cohérent, comme les variations de la concentration de MFnS modifiera les valeurs de T2, risque de faux positifs/négatifs.
En conclusion, MFnS sont un nouveau pas en avant dans la lutte contre la contamination bactérienne et sera développés que le ciblage des pathogènes supplémentaires est atteint et la conception des machines plus portable sont poursuivi. Le faible coût et faible complexité associés à l’utilisation de MFnS rend un candidat viable à être utilisé pour la détection sur le site de contamination bactérienne. Alors que la synthèse de ces nano-capteurs nécessite une préparation minutieuse, leur utilisation réelle est relativement simple et leur donne la possibilité de réduire et maladies d’origine hydrique et alimentaire. Avec la poursuite du développement, la mise en œuvre de ces nano-capteurs peut être vu dans le dépistage des réservoirs d’eau et produit commercialement des aliments à des sites de l’emballage, les points de vente et peut-être même maisons.
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Disclosures
L’application manifeste de cette nanotechnologie n’est pas encore approuvée par la FDA.
Acknowledgments
Ce travail est soutenu par K-INBRE P20GM103418, Kansas soja Commission (KSC/PSU 1663), ACS PRF 56629-UNI7 et PSU polymère chimie démarrage fonds, tous à la SS. Nous remercions le vidéaste de l’Université, M. Jacob Anselmi, pour son excellent travail avec la vidéo. Nous remercions également M. Roger Heckert et Mme Katha Heckert pour leur généreux soutien à la recherche.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ferrous Chloride Tetrahydrate | Fisher Scientific | I90-500 | |
| Ferric Chloride Hexahydrate | Fisher Scientific | I88-500 | |
| Ammonium Hydroxide | Fisher Scientific | A669S-500 | |
| Hydrochloric Acid | Fisher Scientific | A144S-500 | |
| Polyacryllic Acid | Sigma-Aldrich | 323667-100G | |
| EDC | Thermofisher Scientific | 22980 | |
| NHS | Fisher Scientific | AC157270250 | |
| Anti-E. coli O111 antibody | sera care | 5310-0352 | |
| Anti-E. coli O157:H7 antibody [P3C6] | Abcam | ab75244 | |
| DiI Stain | Fisher Scientific | D282 | |
| Nutrient Broth | Difco | 233000 | |
| Freeze-dried E. coli O157:H7 pellet | ATCC | 700728 | |
| Magnetic Relaxomteter | Bruker | mq20 | |
| Zetasizer | Malvern | NANO-ZS90 | |
| Plate Reader | Tecan | Infinite M200 PRO | |
| Magnetic Column | QuadroMACS | 130-090-976 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5804 Series | |
| Centrifuge (accuSpin Micro 17) | Fisher Scientific | 13-100-676 | |
| Floor Model Shaking Incubator | SHEL LAB | SSI5 | |
| Analytical Balance | Metler Toledo | ME104E | |
| Digital Vortex Mixer | Fisher Scientific | 02-215-370 | |
| Open-Air Rocking Shaker | Fisher Scientific | 02-217-765 |
References
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