Foodborne रोगज़नक़ चुंबक-फ्लोरोसेंट Nanosensor का उपयोग कर स्क्रीनिंग: ई. कोलाई O157 का तेजी से पता लगाने: H7
Summary
इस प्रोटोकॉल का समग्र लक्ष्य चुंबकीय छूट और प्रतिदीप्ति उत्सर्जन मोडलों के संयोजन के माध्यम से विशेष रूप से लक्षित रोगजनक बैक्टीरिया के पोर्टेबल, लागत प्रभावी और तेजी से पता लगाने के लिए कार्यात्मक nanosensors को संश्लेषित करना है ।
Abstract
Enterohemorrhagic ई कोलाई O157: H7 को जलजनित और foodborne बीमारियों दोनों से जोड़ा गया है, और वर्तमान में इस्तेमाल किए जाने वाले भोजन-और पानी की जांच के तरीकों के बावजूद खतरा बना रहता है । जबकि पारंपरिक बैक्टीरिया का पता लगाने के तरीकों, जैसे पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) और एंजाइम से जुड़े immunosorbent परख (एलिसा) विशेष रूप से रोगजनक दूषित पदार्थों का पता लगाने कर सकते हैं, वे व्यापक नमूना तैयारी और लंबी प्रतीक्षा अवधि की आवश्यकता है । इसके अलावा, इन प्रथाओं की मांग परिष्कृत प्रयोगशाला उपकरणों और सेटिंग्स, और प्रशिक्षित पेशेवरों द्वारा निष्पादित किया जाना चाहिए । इस के साथ साथ, एक प्रोटोकॉल एक सरल नैदानिक तकनीक है कि एक nanoparticle आधारित मंच में चुंबकीय और फ्लोरोसेंट मापदंडों के अद्वितीय संयोजन सुविधाओं के लिए प्रस्तावित है । प्रस्तावित multiparametric चुंबक-फ्लोरोसेंट nanosensors (MFnS) का पता लगा सकते है ई. कोलाई O157: के रूप में छोटे रूप में 1 के रूप में कॉलोनी-समाधान में मौजूद इकाई बनाने के साथ H7 संदूषण से कम 1 ज । इसके अलावा, MFnS की क्षमता इस तरह के दूध और झील के पानी के रूप में जटिल मीडिया में अत्यधिक कार्यात्मक रहने के लिए सत्यापित किया गया है । अतिरिक्त विशिष्टता परख भी MFnS की क्षमता प्रदर्शित करने के लिए ही विशिष्ट लक्ष्य बैक्टीरिया का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया गया, यहां तक कि समान जीवाणु प्रजातियों की उपस्थिति में । चुंबकीय और फ्लोरोसेंट विधियों के बाँधना का पता लगाने और सांद्रता की एक विस्तृत श्रृंखला में रोगज़नक़ संदूषण के ठहराव के लिए अनुमति देता है, दोनों जल्दी और देर से चरण संदूषण का पता लगाने में अपने उच्च प्रदर्शन का प्रदर्शन. प्रभावशीलता, सामर्थ्य, और MFnS के पोर्टेबिलिटी उंहें सेटिंग्स की एक विस्तृत रेंज में जीवाणु संदूषणों के लिए बिंदु की देखभाल स्क्रीनिंग के लिए एक आदर्श उंमीदवार बनाने के लिए, जलीय जलाशयों से व्यावसायिक रूप से पैक खाद्य पदार्थों के लिए ।
Introduction
दोनों वाणिज्यिक उत्पादित खाद्य और जल स्रोतों में बैक्टीरियल संदूषण की लगातार घटना तेजी से और विशिष्ट नैदानिक प्लेटफार्मों के लिए एक की जरूरत पैदा की है । 1 , 2 खाद्य और जल संदूषण के लिए जिंमेदार अधिक आम जीवाणु पदार्थों के कुछ साल्मोनेला, Staphylococcus, लिस्टिरिया, Vibrio, शिगेला, बैसिलस, और ई पीढ़ी से हैं । 3 , इन रोगजनकों द्वारा 4 जीवाणु संक्रमण अक्सर बुखार, हैजा, आंत्रशोथ, और दस्त जैसे लक्षणों में परिणाम है । जल स्रोतों का 4 संदूषण अक्सर पर्याप्त फ़िल्टर्ड पानी के उपयोग के बिना समुदायों पर कठोर और प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है, और खाद्य संदूषण बीमारियों और उत्पाद याद प्रयासों की एक बड़ी संख्या के लिए नेतृत्व किया गया है । 5 , ६
आदेश में जीवाणु संक्रमण की वजह से बीमारियों की घटना को कम करने के लिए, जिसके द्वारा पानी और भोजन कुशलता से बिक्री या खपत करने से पहले स्कैन किया जा सकता है तरीकों को विकसित करने के लिए कई प्रयास किए गए हैं । 3 तकनीक जैसे पीसीआर,1,7,8,9,10 एलिसा,11,12 लूप-मध्यस्थता इज़ोटेर्माल प्रवर्धन ( चिराग),13,14 अन्य लोगों के अलावा15,16,17,18,19,20,21, 22,23,24 हाल ही में विभिंन रोगजनकों का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया गया है । पारंपरिक बैक्टीरियल संवर्धन तरीकों की तुलना में, इन तकनीकों के साथ और अधिक कुशल है विशिष्टता और समय का संबंध है । हालांकि, इन तकनीकों अभी भी झूठी सकारात्मक और नकारात्मक, जटिल प्रक्रियाओं, और लागत के साथ संघर्ष । 1 , 3 , 25 यह बहुत ही कारण है कि multiparametric चुंबक-फ्लोरोसेंट nanosensors (MFnS) बैक्टीरियल पता लगाने के लिए एक वैकल्पिक पद्धति के रूप में प्रस्तावित कर रहे हैं ।
इन nanosensors विशिष्ट एक साथ जोड़ी चुंबकीय छूट और फ्लोरोसेंट रूपरेखा, एक दोहरे पहचान मंच है कि दोनों तेजी से और सही है के लिए अनुमति देता है । ई. कोलाई O157 का उपयोग करना: एक नमूना contaminant के रूप में H7, MFnS की क्षमता के रूप में कम मिनट के भीतर 1 CFU का पता लगाने के लिए प्रदर्शन किया है । रोगज़नक़ विशिष्ट एंटीबॉडी विशिष्टता बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है, और दोनों के संयोजन चुंबकीय और फ्लोरोसेंट विधियों का पता लगाने और दोनों कम और उच्च संदूषण पर्वतमाला में जीवाणु पदार्थों के ठहराव के लिए अनुमति देता है । 16 बैक्टीरियल संदूषण के मामले में, nanosensors रोगज़नक़ के लक्ष्यीकरण क्षमताओं के कारण बैक्टीरिया विशिष्ट एंटीबॉडी के आसपास झुंड होगा । चुंबकीय nanosensors और बैक्टीरिया के बीच बंधन चुंबकीय लौह कोर और आसपास के पानी प्रोटॉन के बीच बातचीत की सीमा । यह टी 2 विश्राम के समय में वृद्धि का कारण बनता है, के रूप में एक चुंबकीय relaxometer द्वारा दर्ज की गई । समाधान में बैक्टीरिया की एकाग्रता के रूप में उगता है, बैक्टीरिया की वृद्धि हुई संख्या के साथ nanosensors फैलाने, कम टी 2 मूल्यों में जिसके परिणामस्वरूप । इसके विपरीत, प्रतिदीप्ति उत्सर्जन बैक्टीरिया की एकाग्रता के साथ अनुपात में वृद्धि होगी, nanosensors की वृद्धि की संख्या के कारण सीधे रोगज़नक़ के लिए बाध्य । नमूनों के केंद्रापसारक, और बैक्टीरिया की गोली के अलगाव, केवल नैनोकणों सीधे संरक्षण बैक्टीरिया से जुड़ा होगा, किसी भी मुक्त अस्थाई nanosensors को हटाने, और सीधे प्रतिदीप्ति उत्सर्जन की संख्या के साथ correlating समाधान में मौजूद बैक्टीरिया । इस तंत्र का एक योजनाबद्ध निरूपण चित्र 1में दर्शाया गया है ।
इस MFnS मंच मन में बिंदु की देखभाल स्क्रीनिंग के साथ डिजाइन किया गया है, कम लागत और पोर्टेबल विशेषताओं में जिसके परिणामस्वरूप । MFnS कमरे के तापमान पर स्थिर हैं, और केवल बैक्टीरियल पदार्थों का सटीक पता लगाने के लिए बहुत कम सांद्रता में आवश्यक हैं । इसके अलावा, संश्लेषण के बाद, MFnS का उपयोग सरल है और क्षेत्र में प्रशिक्षित पेशेवरों के उपयोग की आवश्यकता नहीं है. अंत में, इस नैदानिक मंच उच्च अनुकूलन लक्ष्यीकरण के लिए अनुमति देता है, एक साधन है जिसके द्वारा यह एक मंच के लिए कई अलग सेटिंग्स में, सभी प्रकार के रोगजनकों का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है प्रदान करते हैं ।
Protocol
1. मल्टी-पैरामीट्रिक चुंबक-फ्लोरोसेंट Nanosensors (MFnS) का संश्लेषण और Functionalization. संश्लेषण की superparamagnetic आयरन ऑक्साइड नैनोकणों (IONPs) IONP संश्लेषण के लिए तैयार करने के लिए, निम्नलिखित 3 समाधान तैयार करें: समाधान 1: FeCl …
Representative Results
Discussion
इस प्रोटोकॉल के रूप में संभव के रूप में बस के रूप में पूरी तरह कार्यात्मक MFnS उत्पादन डिजाइन किया गया है । हालांकि, कई महत्वपूर्ण बिंदुओं पर प्रोटोकॉल के परिवर्तन उपयोगकर्ता के अंतिम लक्ष्य …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम K-INBRE P20GM103418, कैनसस सोयाबीन कमीशन (KSC/पीएसयू १६६३), ACS PRF ५६६२९-UNI7 और पीएसयू पॉलीमर केमिस्ट्री स्टार्टअप फंड, सभी SS के लिए समर्थित है । हम वीडियो के साथ अपने उत्कृष्ट कार्य के लिए विश्वविद्यालय videographer, श्री जैकब Anselmi, धंयवाद । हम भी अनुसंधान के लिए उनके उदार समर्थन के लिए श्री रोजर Heckert और श्रीमती कथा Heckert धंयवाद ।
Materials
| 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 |
Referências
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