Patógeno de origem alimentar rastreio usando Nanosensor Magneto-fluorescente: Rápida detecção de Escherichia Coli O157: H7

A ocorrência persistente de contaminação bacteriana em ambos produzidos comercialmente alimentos e fontes de água criou uma necessidade de plataformas de diagnósticos cada vez mais rápidas e específicas. ^{1 , 2} alguns dos contaminantes bacterianos mais comuns responsáveis pela contaminação de alimentos e água são dos gêneros Salmonella, Staphylococcus, Listeria, Vibrio, Shigella, Bacillus e Escherichia. ^{3 , 4} a contaminação bacteriana por esses patógenos frequentemente resulta em sintomas como diarreia, cólera, gastroenterite e febre. ⁴ contaminação das fontes de água, muitas vezes tem efeitos adversos e drásticos em comunidades sem acesso a água filtrada suficientemente, e contaminação de alimentos tem levado a um grande número de doenças e esforços de recuperação do produto. ^{5 , 6}

A fim de reduzir a ocorrência de doenças causadas por contaminação bacteriana, tem havido uma série de esforços para desenvolver métodos pelos quais água e alimentos podem ser eficientemente verificados antes da venda ou consumo. ³ técnicas como a PCR,^1,7,8,9,10 ELISA,^11,(mediada por loop de amplificação isotérmica de¹² LÂMPADA),^13,14 entre outros,^{15,16,17,18,19,20,21, 22,23,24} recentemente tem sido usado para detecção de vários patógenos. Comparado ao tradicional bacteriana, métodos de cultivo, estas técnicas são muito mais eficientes em relação à especificidade e tempo. No entanto, estas técnicas ainda lutam com falsos positivos e negativos, procedimentos complexos e custo. ^{1 , 3 , 25} … é por essa razão que Multiparamétrico magneto-fluorescente nanosensors (MFnS) propõem-se como um método alternativo para a deteção bacteriana.

Estes nanosensors com exclusividade par juntos relaxação magnética e modalidades fluorescentes, permitindo uma plataforma dual-deteção rápida e exata. Usando Escherichia coli O157: H7 como um contaminante de amostra, é demonstrada a capacidade de MFnS para detectar tão pouco quanto 1 CFU em poucos minutos. Específicas do patógeno anticorpos são usados para aumentar a especificidade, e a combinação de modalidades magnéticas e fluorescentes permite a detecção e quantificação de contaminantes bacterianos em ambas as gamas de alta e baixa –contaminação. ¹⁶ no caso de contaminação bacteriana, o nanosensors vai enxame à volta as bactérias devido as habilidades alvos dos anticorpos específicos do patógeno. A ligação entre a nanosensors magnética e bactérias limita a interação entre o núcleo de ferro magnético e os prótons de água circundante. Isto causa um aumento nos tempos de relaxamento T2, como registrado por uma relaxometer magnética. Como a concentração de bactérias na solução aumenta, os nanosensors se dispersar com o aumento do número de bactérias, resultando em valores mais baixos de T2. Por outro lado, a emissão de fluorescência aumentará em proporção com a concentração de bactérias, devido ao aumento do número de nanosensors diretamente ligado ao patógeno. Centrifugação das amostras e o isolamento da pelota bacteriana, só irão conservar as nanopartículas diretamente conectadas com as bactérias, removendo qualquer nanosensors flutuante e correlacionando diretamente a emissão de fluorescência com o número de bactérias presentes na solução. Uma representação esquemática deste mecanismo é representada na Figura 1.

Esta plataforma de MFnS foi projetada com rastreio de point-of-care em mente, resultando em características de baixo custo e portátil. MFnS são estáveis à temperatura ambiente e só são necessários em concentrações muito baixas para detecção precisa de bactérias contaminantes. Além disso, após a síntese, o uso da MFnS é simples e não requer o uso de profissionais treinados no campo. Por último, esta plataforma de diagnóstica permite direcionamento altamente personalizável, proporcionando um meio pelo qual este uma plataforma pode ser usada para detectar agentes patogénicos de todos os tipos, em muitas configurações diferentes.