Cảm biến điện tử sinh học chạy bằng vi khuẩn phát hiện hóa chất trong chất lỏng

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice đã phát triển một cảm biến sinh điện tử mới sử dụng vi khuẩn sống để phát hiện các hóa chất cụ thể trong chất lỏng bằng cách tạo ra các tín hiệu điện. Cảm biến này giải quyết những thách thức lâu nay trong lĩnh vực sinh điện tử vi sinh, chẳng hạn như sự không ổn định và độc tính của các chất trung gian electron, vốn chuyển electron giữa vi khuẩn và điện cực trong môi trường lỏng. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một loại hydrogel mềm làm từ chitosan — một polymer tự nhiên lấy từ vỏ giáp xác — có khả năng giữ vi khuẩn hoạt động gần điện cực trong khi vẫn cho phép chất lỏng chảy qua. Chitosan được biến đổi hóa học để cố định các chất trung gian oxi hóa-khử, giúp truyền electron ổn định và duy trì kết nối điện tử bền vững. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh khả năng của cảm biến bằng cách thiết kế một chủng vi khuẩn probiotic L. plantarum để phát hiện sakacin P, một peptide kháng khuẩn được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm, trong sữa. Khi tiếp xúc với sakacin P, vi khuẩn tạo ra dòng điện có thể đo được trong vòng vài giờ, dòng điện này được truyền qua hydrogel đến điện cực. Vì hydrogel và vi khuẩn đều an toàn, có thể tái tạo và phổ biến, nên...