Карманный детектор E. coli

Компактное устройство, разработанное в Университете Ватерлоо, может быстро и недорого обнаруживать токсичные бактерии в воде, помогая снизить заболеваемость и смертность.

По данным Национальных институтов здравоохранения (NIH), заражение бактерией E. coli ежегодно вызывает около 230 смертей и 3 миллиона острых заболеваний в мире, в основном среди младенцев и детей младшего возраста.

Исследователи представили свою разработку в журнале Biosensors and Bioelectronics. Технология основана на платформе, изначально созданной для детекции вируса COVID-19.

"Мы уверены, что наша технология может оказать значительное влияние на здоровье", — говорит доктор Кэролайн Рен, профессор машиностроения и мехатроники.

Тестирование показало высокую точность устройства как в специфичности (способности отличать E. coli от других бактерий), так и в чувствительности.

Как это работает:

• Устройство: Стоимость производства — около $70. Состоит из позолоченного сенсора размером с монету и платы размером со смартфон со встроенным векторным анализатором цепей (VNA).
• Сенсор: Покрыт антителом, которое притягивает и связывает E. coli из нескольких капель воды.
• Детекция: Связывание бактерии вызывает сдвиг резонансной частоты микроволн, излучаемых сенсором. VNA анализирует этот сдвиг в реальном времени, определяя наличие и концентрацию E. coli.

Хотя тестирование проводилось на малых объёмах воды, технологию можно масштабировать для соответствия международным стандартам, требующим больших проб.

Преимущества и потенциал:

• Скорость: Результаты в реальном времени против дней ожидания при отправке проб в централизованные лаборатории.
• Портативность: Идеально для тестирования на месте — в домах, на водоочистных станциях, для регулярного мониторинга водоёмов.
• Особое значение для развивающихся стран: Где доступ к лабораторным тестам ограничен, а риск заражения высок. Например, в исследовании в странах Африки к югу от Сахары 71% проб бытовой воды был загрязнён.

"Водные нормы строги, и внедрить новую технологию быстро сложно. Мы надеемся, что наша работа вдохновит научное сообщество и частный сектор помочь сделать её широкодоступной", — отмечает Кэролайн Рен.