En nanoteknikbaserad biosensor som utvecklas av forskare från Kansas State University kan möjliggöra tidig upptäckt av både cancerceller och patogener, leder till ökad livsmedelssäkerhet och minskade hälsorisker.
Lateef Syed, doktorand i kemi, Hyderabad, Indien, utvecklar biosensorn tillsammans med Jun Li, docent i kemi. Deras forskning fokuserar på E coli , men Syed sa att samma teknik också kunde upptäcka andra typer av patogener, som salmonella och virus.
"Kansas är en ledande stat inom köttproduktion och fjäderfäindustrin, ", sade han. "Alla utbrott av patogener i dessa industrier orsakar enorma ekonomiska förluster och en hel del hälsorisker. Vi vill förhindra dessa utbrott genom att upptäcka patogener i ett tidigt skede."
Syeds senaste forskningsaffisch, "Dielektroforetisk fångst av E coli på Nanoelectrode Arrays, " utsågs till vinnare vid Capitol Graduate Research Summit nyligen i Topeka. En artikel om detta arbete har godkänts för publicering i den vetenskapliga tidskriften Elektrofores .
I mer än tre och ett halvt år, Syeds forskning har fokuserat på att utveckla nanoteknikbaserade biosensorer för upptäckt av patogener och upptäckt av cancerbiomarkörer. Han började forskningen som doktorand under ledning av Li, som har forskat om nanoteknik i 15 år.
"Nanoteknik är ett mycket spännande område, ”, sade Li. ”Det ger verkligen en möjlighet att lösa problem för hälsovård och livsmedelssäkerhet. Det kan också vara till hjälp för miljö- och energifrågor."
Projektet är en fortsättning på arbetet som Li utförde vid NASA Ames Research Center i Kalifornien, där han tillbringade sju år med att utveckla nanoteknik. När du arbetade i Kalifornien, Li kom på idén att utveckla ett litet chip för att fånga och upptäcka patogener.
När Li anlände till K-State 2007 fortsatte han biosensorforskningen med Syed. Tillsammans arbetar de med att utveckla biosensorer för cancerdiagnostik och patogendetektion. För att utveckla dessa biosensorer, teamet använder kol nanofibrer, eller CNF, eftersom de kan bilda en rad små elektroder som är ännu mindre än bakterier och virus. När dessa mikrobiella partiklar fångas vid elektrodytan, en elektrisk signal kan detekteras.
"Ett mål är att integrera denna teknik i en handhållen elektronisk enhet för patogendetektering så att vi kan använda den här enheten för in-line övervakning av vattenkvalitet eller livsmedelskvalitet på industriella bearbetningsplatser, "Syed sa. "Vi har några preliminära resultat som indikerar att denna teknik är genomförbar, och jag är ganska glad över det."
Projektet stöds av ett kanadensiskt företag som heter Early Warning Inc., som gav K-State forskargruppen $240, 000:- i två år som en del av utvecklingsarbetet. Nyligen, projektet stöddes också av U.S. Department of Homeland Security Center of Excellence for Emerging and Zoonotic Animal Diseases, eller CEEZAD, i K-staten.
"Vi arbetar fortfarande med företaget och försöker så småningom leverera detta som en produkt för att mata marknaden för övervakning av vattenkvalitet, " Sa Li. "Du vill inte att folk ska dricka förorenat vatten och bli sjuka innan du kan göra något. Denna forskning kan vara till stor hjälp i framtiden eftersom den kan tillämpas i mycket tidiga skeden innan ett utbrott sprider sig.
"Nanoteknik är ett mångsidigt område, och inkluderar sådana biosensorenheter som vi kan utveckla i det här labbet på universitetet, " sa han. "Så länge vi letar efter dessa möjligheter, vi kan skapa något som är användbart för Kansas och för människor som bor här."
