الكشف عن بكتيريا ال E.coli باستخدام مجس سعوي
DOI:
https://doi.org/10.61856/mr5mqp71الكلمات المفتاحية:
أجهزة استشعار حيوية بالسعة دائرة قياس السعة، تركيز الإشريكية القولونية تلوث المياه، كشف البكتيرياالملخص
لطالما شكلت البكتيريا المسببة للأمراض، وهي العامل الرئيسي المسبب للتلوث البيولوجي للمياه، أحد أخطر التهديدات للصحة العامة، ولا تزال تشكل خطرًا خاصًا مع تزايد مقاومة المضادات الحيوية. يتطلب انتشار هذه العوامل المعدية أجهزة استشعار سريعة وفورية وفي نقطة الرعاية للكشف عنها ومراقبتها. لذلك، يوفر الرصد المستمر والفوري تحكمًا ميكروبيولوجيًا أفضل في المياه ويساعد على منع وصول المياه الملوثة إلى المنازل. في هذا البحث، طورنا طريقة للكشف عن بكتيريا الإشريكية القولونية (Escherichia coli) في المياه بالاعتماد على مستشعر حيوي واسع النطاق في وجود خلايا الإشريكية القولونية وغيابها. أولاً، نوضح أن المستشعر قادر على اكتشاف بكتيريا الإشريكية القولونية (سالبة الجرام) في عينات المياه. بعد ذلك، نوضح قدرة المستشعر على قياس تركيز البكتيريا العالقة في عينة المياه من خلال مقارنة النتائج بتلك التي تم الحصول عليها من القياس التقليدي باستخدام مقياس الطيف الضوئي. تُحدد النتائج وجود علاقة بين قياس السعة وتركيز البكتيريا الحقيقي، مما يُشير إلى علاقة عكسية بينهما. تُظهر أبحاثنا أن مستشعر السعة الحيوي يتمتع بقدرة فائقة على الكشف الفوري عن التلوث البكتيري المفاجئ في مياه الشرب، وهو واعدٌ لرصد نمو البكتيريا بتكلفة منخفضة، وكشف تركيزات محددة من بكتيريا الإشريكية القولونية، وذلك بفضل اتساق قياسات السعة وسهولة استخدامها.
المراجع
[1] Quiroz, K. L., Rodriguez, N. G., Murinda, S., & Ibekwe, M. (2018). Determination of the water quality of a constructed wetland monitoring fecal indicator bacteria.
[2] Lazcka, O., Del Campo, F. J., & Munoz, F. X. (2007). Pathogen detection: A perspective of traditional methods and biosensors. *Biosensors and Bioelectronics, 22*(7), 1205–1217. https://doi.org/10.1016/j.bios.2006.06.036
[3] Toze, S. (1999). PCR and the detection of microbial pathogens in water and wastewater. *Water Research, 33*(17), 3545–3556. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(99)00071-8
[4] Haglund, J. R., Ayres, J. C., Paton, A. M., Kraft, A. A., & Quinn, L. Y. (1964). Detection of Salmonella in eggs and egg products with fluorescent antibody. *Applied Microbiology, 12*(5), 447–450. https://doi.org/10.1128/am.12.5.447-450.1964
[5] Ates, M. (2011). Review study of electrochemical impedance spectroscopy and equivalent electrical circuits of conducting polymers on carbon surfaces. *Progress in Organic Coatings, 71*, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2010.12.011
[6] Yang, L., & Bashir, R. (2008). Electrical/electrochemical impedance for rapid detection of foodborne pathogenic bacteria. *Biotechnology Advances, 26*, 135–150. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2007.10.003
[7] Pethig, R., & Markx, G. H. (1997). Applications of dielectrophoresis in biotechnology. *Trends in Biotechnology, 15*, 426–432. https://doi.org/10.1016/S0167-7799(97)01096-2
[8] Pethig, R. (1979). *Dielectric and electronic properties of biological materials*. Wiley.
[9] Borkholder, D. A. (1998). *Cell-based biosensors using microelectrodes* (Ph.D. dissertation). Rochester Institute of Technology.
[10] Firstenberg-Eden, R., & Eden, G. (1984). *Impedance microbiology*. Research Studies Press Ltd.
[11] Wawerla, M., Stolle, A., Schalch, B., & Eisgruber, H. (1999). Impedance microbiology: Applications in food hygiene. *Journal of Food Protection, 62*, 1488–1496. https://doi.org/10.4315/0362-028X-62.12.1488
[12] Ur, A., & Brown, D. F. J. (1975). Impedance monitoring of bacterial activity. *Journal of Medical Microbiology, 8*, 19–28. https://doi.org/10.1099/00222615-8-1-19
[13] Silley, P., & Forsythe, S. (1996). Impedance microbiology: A rapid change for microbiologists. *Journal of Applied Bacteriology, 80*, 233–243. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.1996.tb03215.x
[14] Owens, J. D., Thomas, D. S., Thompson, P. S., & Timmerman, W. (1989). Indirect conductimetry: A novel approach to the conductimetric enumeration of microbial populations. *Letters in Applied Microbiology, 9*, 245–249. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.1989.tb00337.x
[15] Ghafar-Zadeh, E., Sawan, M., Chodavarapu, V. P., & Hosseini-Nia, T. (2010). Bacteria growth monitoring through a differential CMOS capacitive sensor. *IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, 4*(4), 232–238. https://doi.org/10.1109/TBCAS.2010.2048430
[16] Yao, L., Hajj-Hassan, M., Ghafar-Zadeh, E., Shabani, A., Chodavarapu, V., & Zourob, M. (2008, May). CMOS capacitive sensor system for bacteria detection using phage organisms. *2008 Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering*, 000877–000880. IEEE.
[17] Rydosz, A., Brzozowska, E., Górska, S., Wincza, K., Gamian, A., & Gruszczynski, S. (2016). A broadband capacitive sensing method for label-free bacterial LPS detection. *Biosensors and Bioelectronics, 75*, 328–336. https://doi.org/10.1016/j.bios.2015.08.019
[18] Jo, N., Kim, B., Lee, S. M., Oh, J., Park, I. H., Lim, K. J., Shin, J. S., & Yoo, K. H. (2018). Aptamer-functionalized capacitance sensors for real-time monitoring of bacterial growth and antibiotic susceptibility. *Biosensors and Bioelectronics, 102*, 164–170.
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2025 مجلة ابتكارات الدولية للعلوم التطبيقية
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
