據麥姆斯咨詢(xún)報道,伍斯特理工學(xué)院(Worcester Polytechnic Institute,簡(jiǎn)稱(chēng)WPI)的一個(gè)研發(fā)小組希望可以研發(fā)出一種新型生物傳感器,讓醫護人員可直接檢測出導致胃腸道感染的高危細菌。
C-diff(Clostridium difficile,艱難梭菌)感染是醫院患者腹瀉最常見(jiàn)的感染原因,感染這種細菌還會(huì )引起人體惡心、脫水、體重減輕、結腸炎和腎衰竭等癥狀。這種細菌感染的時(shí)間越久越難治愈。根據美國疾病控制中心(Centers for Disease Control)的數據顯示,在美國每年50萬(wàn)病例當中,有超過(guò)2.9萬(wàn)感染C-diff的病例,患者在確診后30天內死亡,而為了治療這類(lèi)細菌感染的醫療費用更是達到了將近50億美元的天文數字。為了應對這種時(shí)有發(fā)生的致命情況,WPI的研發(fā)小組希望可以研發(fā)出一種新型生物傳感器,將其安裝在醫院和療養院使用的手持設備上。
通過(guò)設備的檢測,醫護人員幾分鐘內就可以得到診斷結果,這樣一來(lái),就不用再耽誤時(shí)間把樣本轉到專(zhuān)業(yè)生化分析實(shí)驗室進(jìn)行化驗。通常,對C-diff的檢測是通過(guò)糞便進(jìn)行取樣,這種檢測方法不僅需要專(zhuān)業(yè)的設備和檢測技術(shù),而且還存在診斷結果為假陰性率的高誤診風(fēng)險。從2012年開(kāi)始,WPI化學(xué)工程教授和項目首席研究員Hong Susan Zhou便開(kāi)始尋找一種更快速、有效的方法來(lái)檢測C-diff。在2015年,,Zhou開(kāi)發(fā)出了一款微波爐大小的生物傳感器原型,并進(jìn)行了演示論證。目前,美國國家科學(xué)基金會(huì )(National Science Foundation)已撥款35萬(wàn)美元資助該項目的研發(fā)。
Zhou和機械工程助理教授Yuxiang Liu希望可以進(jìn)一步縮小這款傳感裝置的尺寸,使其更便攜、靈敏度更高。這款生物傳感器裝有附帶抗體的電極,當C-diff與抗體結合時(shí),它們會(huì )觸發(fā)產(chǎn)生電荷,發(fā)出存在感染的信號。整個(gè)過(guò)程只需要幾分鐘的時(shí)間,其效率遠高于把樣本轉到商業(yè)實(shí)驗室再花一到兩天的時(shí)間進(jìn)行化驗的方式。研發(fā)小組希望這款生物傳感器還能用于檢測其他類(lèi)型的細菌感染,包括E. coli(Escherichia coli,大腸桿菌)、沙門(mén)氏菌、腦膜炎,甚至還可以用于檢測癌癥標志物。