Name: development of an electrochemical dna biosensor to detect a foodborne pathogen
Uploaded: 2018-06-03T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Development of an Electrochemical DNA Biosensor to Detect a Foodborne Pathogen at JoVE.com

يود المؤلفون أن نعترف بالدعم من جامعة بوترا ماليزيا.

ملاحظة: جميع الكواشف الكيميائية والبيوكيميائية لاستخدامها ينبغي أن تكون تحليلية الصف واستخدامها دون مزيد من تنقية. إعداد جميع الحلول باستخدام المياه المعقمة. اﻷوتوكﻻف جميع الأواني الزجاجية قبل التعقيم.
تنبيه: الرجاء استخدام جميع ممارسات السلامة المناسبة عند القيام بأنش...

الخطوات الحاسمة في إطار للتنمية الناجحة لهذا النوع من بيوسينسور الكهروكيميائية اختيار العناصر الاعتراف البيولوجية المناسبة لمحول (الحمض النووي أو الحمض النووي هنا)؛ نهج الكيميائية لبناء طبقة الاستشعار من محول؛ توصيل المواد؛ الأمثل لتجميد الحمض النووي والتهجين؛ والتحقق بيوسينسور المت?...

موضوعا رئيسيا للمناقشة العامة والعلمية في السنوات الأخيرة، التسمم الغذائي يرتبط أساسا بعوامل 3: الكائنات الحية الدقيقة1،2من المواد الكيميائية، والطفيليات3. الأغذية الملوثة يمكن أن يسبب عواقب صحية خطيرة في البشر، ولا سيما في مجموعة المخاطر أعلى من أولئك مع ضعف نظم المناعة والنساء المسنات، والنساء الحوامل، والأطفال الرضع والأطفال الصغار4. مع أكثر من 1 مليون من حالات الإسهال الحادة التي تحدث سنوياً في الأطفال دون سن 5 سنوات من العمر في أفريقيا، وآسيا، وأمريكا اللاتينية، التسمم الغذائي هو5،عالمي لأمراض رئيسية6 وقد أنشأت "منظمة الصحة العالمية" الكائنات الحية الدقيقة ك مساهم أهم7. Vibrio parahaemolyticus تبرز من بين سلالات ضراوة المعترف بها على نطاق واسع. عادة ما تكون موجودة في البيئات الساحلية ومصبات الأنهار، والبحرية8، هو بكتيريا سلبية الغرام، الذي ينشط في البيئات المالحة عالية، وتسبب الأمراض المعوية البشرية الخطيرة عندما تؤكل في البحرية المطبوخة، أساءوا أو الخام 9من المنتجات. بالإضافة إلى ذلك، الظروف الطبية الموجودة في بعض الناس جعلها عرضه للجرح بعدوى الإذن، وتسمم الدم أو الإصابة الناجمة عن V. parahaemolyticus10. عوامل الفوعة V. parahaemolyticus هيموليسينس تنقسم إلى نوعين التي تسهم في إمراضية المرض: الحرارة هيموليسين المباشر (TDH) ترميز الجينات tdh، والمتصلة بمقر قوات الدفاع الإقليمي هيموليسين ترميز الجينات trh11. وتوجد علامات الفوعة (الجينات tdh و trh) من باراهايموليتيكوس ف الغالب في العينات السريرية وليس في العينات البيئية.
V. parahaemolyticus تمتلك القدرة على البقاء في ظل طائفة واسعة من الظروف، الاستجابة السريعة للتغييرات البيئية12. إليه انتشار يتصاعد إمكاناتها المخاطر كما سميته يزيد بالتوازي مع الخلية الجماعية13. بل الأسوأ من ذلك، تغير المناخ هو توفير هذه البكتيريا مع شروط وافرة للتعجيل النمو السكاني خلية14. بسبب ما تردد عال، V. parahaemolyticus يجب أن يتم رصدها على طول سلسلة الإمدادات الغذائية، لا سيما في التجارة وإنتاج المأكولات البحرية نظراً لتلك المنتجات حيث أنها توجد في كميات هائلة15،16 في جميع أنحاء العالم. حاليا هي التعرف على البكتيريا ومعزولة باستخدام مجموعة من الأساليب، بما في ذلك الاختبارات الكيميائية الحيوية والإثراء وانتقائية الإعلام17، المرتبط بالانزيم إيمونوماجنيتيك ماصة الاعتداء (أليسا)18، جل نبض الميدان التفريد (بفجي) 19واختبارات تراص اللاتكس بوليميريز سلسلة من ردود الفعل (الاسترداد) الاختبارات20. عادة ما تتطلب هذه الأساليب الموظفين المؤهلين وأدوات متطورة وتقنيات الشاقة التي لا توفر معلومات حول التلوث فورا. وهذا يحد بشدة من احتمال الكشف فورا عن التلوث الضارة والتطبيقات في الموقع. أدوات الكشف السريع يبقى تحديا غير المسددة.
بيوسينسينج أخذ في الظهور كخيار وأعد للكشف عن مسببات الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية لأنه يوفر تحليل توفير الوقت وفعالة من حيث التكلفة، وعملياً، وفي الوقت الحقيقي أسلوب21،،من2223،24 . ومع ذلك، على الرغم من أن هناك العديد من النتائج الإيجابية للكشف أكثر في عينات ارتفعت والحل القياسية باستخدام أجهزة استشعار العوامل البيولوجية، لا يزال هناك نقص في البحوث المطبقة على عينات حقيقية أما في خليط مائي أو مقتطفات العضوية25. في الآونة الأخيرة، الكهروكيميائية أجهزة استشعار العوامل البيولوجية باستخدام الكشف المباشر و/أو غير المباشرة الحمض الخلوي الصبغي (DNA) قد حظيت باهتمام متزايد بين العلماء، بسبب كشفها محددة الهدف التكميلية عن طريق حدث تهجين26 , 27 , 28 , 29-هذه النهج الفريد أكثر استقرارا بالمقارنة مع هذه الأجهزة المستندة إلى الإنزيم، وبالتالي تقدم تكنولوجيا واعدة للتصغير وتسويقها. الهدف من هذه الدراسة ذكرت هنا هو بناء أداة سريعة ويمكن كشف V. parahaemolyticus بانتقائية عالية، وحساسية، والتطبيق العملي، استناداً إلى خصوصية تسلسل الحمض النووي أثناء التهجين. وتشمل الاستراتيجيات تحديد تركيبة polylactic حمض استقر الجسيمات النانوية الذهبية (جيش التحرير الشعبي الصيني-أونبس)30 والأقطاب الكربونية التحكم (سبسيس) حضور المؤشر التهجين، أزرق الميثيلين (ميغابايت). هو استكشاف إمكانات بناء المتقدمة الكشف عن زيادة استخدام البكتيريا عينات الحمض النووي القواقع ليساتي والطازجة.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetic acid</td>
			<td>Merck</td>
			<td>100056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Merck</td>
			<td>102445</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diaminoethane tetraacetic acid</td>
			<td>Promega</td>
			<td>E5134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dibasic sodium phosphate&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S9763</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disodium hydrogen phosphate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>255793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>16368</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold (III) chloride trihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>520918</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>Merck</td>
			<td>100317</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylene blue</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M44907</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monobasic sodium phosphate, monohydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S3522</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-buffered saline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5119</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(lactic acid) resin, commercial grade 4042D</td>
			<td>NatureWorks</td>
			<td>4042D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride</td>
			<td>R&#38;M Chemicals</td>
			<td>59435</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium dihydrogen phosphate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9791</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium hexacyanoferrate III</td>
			<td>R&#38;M Chemicals</td>
			<td>208019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium acetate anhydrous salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S2889</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S9888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trisodium citrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S1804</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris(hydroxymethyl) aminomethane</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>T395-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris-Base</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP152-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2X PCR Master Mix with Dual-Dye</td>
			<td>Norgen Biotek</td>
			<td>28240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose gel</td>
			<td>Merck</td>
			<td>101236</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bolton Agar</td>
			<td>Merck</td>
			<td>100079</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bolton Broth</td>
			<td>Merck</td>
			<td>100079</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CHROMagar Vibrio</td>
			<td>CHROMagar</td>
			<td>VB910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dNTPs</td>
			<td>Promega</td>
			<td>U1511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuclease-free water</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>R0581</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eosin methylene blue agar&#160;</td>
			<td>Merck</td>
			<td>101347</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GelRed</td>
			<td>Biotium</td>
			<td>41001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Merck</td>
			<td>104092</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Go Taq Buffer</td>
			<td>Promega</td>
			<td>M7911</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loading dye 100 bp DNA ladder</td>
			<td>Promega</td>
			<td>G2101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loading dye 1kb DNA ladder</td>
			<td>Promega</td>
			<td>G5711</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium chloride</td>
			<td>Promega</td>
			<td>91176</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mannitol egg yolk polymyxin agar</td>
			<td>Merck</td>
			<td>105267</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>McConkey Agar</td>
			<td>Merck</td>
			<td>105465</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nutrient Broth</td>
			<td>Merck</td>
			<td>105443</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taq polymerase</td>
			<td>Merck</td>
			<td>71003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypticase Soy Broth</td>
			<td>Merck</td>
			<td>105459</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypticase Soy Agar</td>
			<td>Merck</td>
			<td>105458</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development of an electrochemical dna biosensor to detect a foodborne pathogen

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) من مسببات الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية مشتركة التي تساهم بنسبة كبيرة من مشاكل الصحة العامة على الصعيد العالمي، التي تؤثر إلى حد كبير في معدل الاعتلال والوفيات البشرية. الأساليب التقليدية للكشف عن V. parahaemolyticus مثل الأساليب القائمة على الثقافة وفحوصات المناعية، والأساليب الجزيئية يتطلب معالجة العينة معقدة وتستغرق وقتاً طويلاً وشاقة ومكلفة. في الآونة الأخيرة، أجهزة استشعار العوامل البيولوجية قد ثبت أن طريقة الكشف عن واعدة وشاملة مع مزايا الكشف السريع والفعالية من حيث التكلفة، والتطبيق العملي. هذا البحث يركز على تطوير أسلوب سريع لكشف V. parahaemolyticus بانتقائية عالية وحساسية باستخدام مبادئ التهجين الحمض النووي. في العمل، تحقق وصف المركبة polylactic حمض استقر الذهب جسيمات نانوية (جيش التحرير الشعبي الصيني-أونبس) باستخدام "حيود الأشعة السينية" (XRD)، مطيافية الأشعة فوق البنفسجية-المرئية (تجاه الأشعة فوق البنفسجية)، وانتقال الميكروسكوب الإلكتروني (TEM)، ميدان الانبعاثات المسح الضوئي المجهر الإلكتروني (فسيم)، ودوري فولتاميتري (CV). كما قمنا بتنفيذ اختبار المزيد من الاستقرار، وحساسية، وإمكانية تكرار نتائج لجيش التحرير الشعبي الصيني-أونبس. ووجدنا أن جيش التحرير الشعبي الصيني-أونبس تشكيل بنية سليمة لجسيمات نانوية استقرت في المحلول. لاحظنا أيضا أن تحسن الحساسية نتيجة أصغر قيمة المقاومة (Rct) نقل التهمة، وزيادة المساحة السطحية النشطة (0.41 سم2). تطوير أعمالنا بيوسينسور الحمض النووي يستند إلى التعديل الكربون موضع القطب (SPCE) مع جيش التحرير الشعبي الصيني-أونبس واستخدام الميثيلين الأزرق (ميغا بايت) كمؤشر الأكسدة والاختزال. قمنا بتقييم أحداث التثبيت والتهجين بالنبض تفاضلي فولتاميتري (دبف). وجدنا أن تكميلية وغير متكاملة، وعلى وجه التحديد كانت تتميز النوكليوتيد غير متطابقة biosensor ملفقة. كما أظهر الكشف الحساسة موثوق في دراسات ه ضد مختلف مسببات الأمراض التي تنقلها الأغذية، وفي تحديد V. parahaemolyticus في الأصداف البحرية الطازجة.

تم الكشف عن تشكيل أونبس من خلال التغير في لون المحلول مع سترات الصوديوم الحالية. هذا بسبب اللون لتغيير من الضوء الأصفر إلى أحمر روبي عميقة. وأكد الجيل من جيش التحرير الشعبي الصيني-أونبس من الأشعة فوق البنفسجية-vis الأطياف (الشكل 1) حيث تم العثور على نمو ذروة ?...

Watch this Scientific Journal Video about Development of an Electrochemical DNA Biosensor to Detect a Foodborne Pathogen at JoVE.com

Development of an Electrochemical DNA Biosensor to Detect a Foodborne Pathogen

تطوير Biosensor الكهروكيميائية الحمض النووي للكشف عن مسببات الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية

ويرد على بروتوكول لتطوير بيوسينسور الحمض النووي الكهروكيميائية تضم polylactic الذهب، واستقرت حمض الكربون تعديل الجسيمات النانوية، والتحكم كهربائي للكشف عن Vibrio parahaemolyticus .

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) is a common foodborne pathogen that contributes to a large proportion of public health problems globally, ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

تصنيع أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية الدنا للكشف Reagentless من الأحماض النووية والبروتينات والجزيئات الصغيرة

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

تصميم مفاعل حيوي لضغط الدوري السابقين فيفو دراسة صمامات القلب الأورطي

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing

أجوف Microneedle المستندة إلى الاستشعار عن تعدد في الإرسال الاستشعار الكهروكيميائية عبر الجلد

The development of a minimally invasive multiplexed monitoring system for rapid analysis of biologically-relevant molecules could offer individuals ...

Bacterial Detection &amp; Identification Using Electrochemical Sensors

Bacterial Detection & Identification Using Electrochemical Sensors

كشف البكتيرية والاستدلال باستخدام مجسات الكهروكيميائية

Electrochemical  sensors are widely used for rapid and accurate measurement of blood glucose and  can be adapted for detection of a wide variety of ...

High-throughput, Automated Extraction of DNA and RNA from Clinical Samples using TruTip Technology on Common Liquid Handling Robots

عالية الإنتاجية، استخراج الآلي من DNA و RNA من العينات السريرية باستخدام تكنولوجيا TruTip على الروبوتات مناولة السائل المشترك

TruTip is a simple nucleic acid extraction  technology whereby a porous, monolithic binding matrix is inserted into a  pipette tip. The geometry of the ...

Biosensor for Detection of Antibiotic Resistant Staphylococcus Bacteria

جهاز الاستشعار البيولوجي للكشف عن المضادات الحيوية البكتيريا العنقودية الذهبية المقاومة لل

A structurally transformed lytic bacteriophage having a broad host range of Staphylococcus aureus strains and a penicillin-binding protein (PBP 2a) ...

Sensing of Barrier Tissue Disruption with an Organic Electrochemical Transistor

الاستشعار من الجدار الأنسجة تعطيل مع الترانزستور العضوي الكهروكيميائية

The gastrointestinal tract is an example of barrier tissue that provides a physical barrier against entry of pathogens and toxins, while allowing the ...

A Microfluidic-based Electrochemical Biochip for Label-free DNA Hybridization Analysis

وبيوشيب الكهروكيميائية استنادا ميكروفلويديك لتسمية خالية تحليل الحمض النووي التهجين

Miniaturization of analytical benchtop procedures into the micro-scale provides significant advantages in regards to reaction time, cost, and integration ...

Development of an In Vitro Ocular Platform to Test Contact Lenses

Development of an In Vitro Ocular Platform to Test Contact Lenses

تطوير<em&gt; في المختبر</em&gt; بصري منصة لاختبار العدسات اللاصقة

Currently, in vitro evaluations of contact lenses (CLs) for drug delivery are typically performed in large volume vials,1-6 which fail to mimic ...

The Use of a &#946;-lactamase-based Conductimetric Biosensor Assay to Detect Biomolecular Interactions

The Use of a ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²-lactamase-based Conductimetric Biosensor Assay to Detect Biomolecular Interactions

استخدام الإنزيم بيوسينسور كوندوكتيميتريك β-lactamase المستندة إلى الكشف عن التفاعلات الجزيئية البيولوجية

Biosensors are becoming increasingly important and implemented in various fields such as pathogen detection, molecular diagnosis, environmental ...