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力不从心像自动化测量试验系统那样频仍地打开,隐孢子虫是一种肠道病原体
2020-05-02 17:34

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几十年来,科幻小说粉丝一直梦想着实时测试生物污染的手持式三重奏。UBC Okanagan工程师表示,该技术比以往任何时候都更接近科学事实。

为了增加水安全,不列颠哥伦比亚大学的一个研究团队开发出一种能监测饮用水的3D打印质量传感器设备。这种小型设备可用于配水系统中的任何一个地方,能连续运行和提供实时反馈,是一种低成本且可靠的饮用水测试方法,大大降低了人们患上大肠杆菌感染等水源性疾病的风险。这项研究已经发表在《Sensors》杂志上。

使用小型廉价的生物传感器,工程学院的研究人员开发出一种新颖的低成本技术,可以快速准确地检测水样中的隐孢子虫污染。

当前的水测试方法依赖于手动测试,无法像自动化测试系统那样频繁地进行,只能定期进行。这限制了采样频率,加大了疾病爆发的可能性。传统的水质传感器由于太贵和不可靠,无法在整个水系统中使用。

隐孢子虫是一种肠道病原体,是世界上呼吸道和胃肠道疾病的主要原因之一。受寄生虫污染的饮用水会导致腹泻,在极端情况下,甚至可能导致死亡。

UBC研究人员开发的3D打印水测试设备可以克服上述挑战。由于是3D打印的,人们可以快速而低成本地制造它们,以及修复或更换它们。

目前检测隐孢子虫的方法需要过滤大量的水,分离出生物体,用荧光标记染色,并试图用显微镜识别病原体,UBC Okanagan工程学院的博士生George Luka说。主要作者。这个过程非常缓慢,昂贵且无法产生可靠的结果。

这款配备有传感器的设备采用无线操作,无论温度或水压如何,均可以读取水样。它们独立工作,即使其中的一个设备出了问题,水测试系统也能继续运作。

Luka说,迫切需要开发一种快速,灵活,准确和实时的检测工具,以应对保护水消费者免受这种常见且潜在危险的污染的挑战。

“这种高度便携的传感器系统能持续测量多个水质参数,如浊度、pH、电导率、温度和残留氯,并将数据无线传输到一个中央系统。这是一种独特而有效的技术,可以彻底改变水业,”研究人员解释说,“虽然与水相关的疾病大多发生在中低收入国家,但发达国家不能完全避免。频繁的监测和早期发现导致疾病爆发的病原体能预防悲剧的发生。”

为了解决这个问题,Luka和他的同事测试了一种特殊设计和校准的生物传感器。在水样中使用不同浓度的病原体,他们能够确定其检测隐孢子虫污染的能力。

目前的水测试处于配水系统“上游”,与此不同的是,这些3D打印设备几乎可以部署在任何地方,甚至在家里。 这提供了额外的水安全,让消费者及早发现任何被污染或不安全的水。

生物传感器完全按照我们的希望进行,能够快速测量隐孢子虫污染,无需复杂的准备工作和训练有素的技术人员,Luka说。这是一个令人印象深刻的解决方案,可以轻松集成到便宜的便携式设备中,以便在世界任何地方实时测试饮用水。

Luka还表示,可以扩展生物传感器以测量其他生物标记物和危害。

该技术具有真正的潜力,可用于测试医疗和环境应用中的各种生物污染。测试水和环境安全性的手持式传感器很快就会成为现实。