Handsensor ermöglicht gleichzeitigen Nachweis mehrerer Bakterien

Wenn man die Worte E. coli oder Salmonellen hört, denkt man sofort an Lebensmittelvergiftungen. Der rasche Nachweis solcher Bakterien ist entscheidend für die Verhinderung von lebensmittelbedingten Krankheitsausbrüchen. Während es üblich ist, Lebensmittelproben in ein Labor zu bringen, um die Art und Menge der Bakterien zu bestimmen, die sich in einer Petrischale über einen Zeitraum von mehreren Tagen bilden, hat ein Forschungsteam der Osaka Metropolitan University ein tragbares Gerät für den schnellen Nachweis vor Ort entwickelt.

Unter der Leitung von Professor Hiroshi Shiigi von der Graduate School of Engineering experimentierte das Team mit einem Biosensor, der innerhalb einer Stunde mehrere krankheitsverursachende Bakterienarten gleichzeitig nachweisen kann.

„Das handtellergroße Gerät zur Erkennung kann mit einer Smartphone-App verbunden werden, um den Grad der bakteriellen Kontamination einfach zu überprüfen“, erklärte Professor Shiigi.

Sein Team hat organisch-metallische Nanohybride aus Gold und Kupfer synthetisiert, die sich gegenseitig nicht stören, so dass elektrochemische Signale auf demselben siebgedruckten Elektrodenchip des Biosensors unterschieden werden können. Diese organisch-anorganischen Hybride bestehen aus leitfähigen Polymeren und Metall-Nanopartikeln. Die Antikörper für die spezifischen Zielbakterien wurden dann in diese Nanohybride eingebracht und dienen als elektrochemische Marker.

Die Ergebnisse bestätigten, dass die synthetisierten Nanohybride als effiziente elektrochemische Marker fungieren und den gleichzeitigen Nachweis und die Quantifizierung mehrerer Bakterien in weniger als einer Stunde ermöglichen.

„Diese Technik ermöglicht eine schnelle Bestimmung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von schädlichen Bakterien vor dem Versand von Lebensmitteln und pharmazeutischen Produkten und trägt so dazu bei, die Sicherheit am Herstellungsort schnell zu gewährleisten“, so Professor Shiigi.

Das Team will neue organisch-metallische Nanohybride entwickeln, um noch mehr Bakterienarten gleichzeitig nachzuweisen.

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Analytical Chemistry veröffentlicht.

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DOI10.1021/acs.analchem.3c04587