دانشمندان یک حسگر زیستی جدید را به وجود آوردند که می‌تواند باکتری اشریشیا کلی (E. coli) را در آب آشامیدنی شناسایی کرده و آنها را در محل از بین ببرد. این کشف می‌تواند پیامدهای بزرگ برای تأمین آب آشامیدنی سالم در سراسر جهان داشته باشد.
روش‌های سنتی برای شناسایی باکتری‌ها زمان‌بر و کار فشرده هستند و به تجهیزات تخصصی و کارکنان آموزش دیده نیاز دارند. حسگرهای زیستی سریع‌تر هستند اما برای عملکرد به منابع انرژی خارجی نیاز دارند و تمایل آزاردهنده‌ای برای تنزل در طول زمان دارند.
این yeni حسگر با استفاده از سه جزء اصلی به این مسائل دست زده است. اولین جزء، یک سلول سوخت زیستی آنزیمی است که از آنزیم‌ها برای تولید الکتریسیته از واکنش‌های بیوشیمیایی استفاده می‌کند. برای حل مشکل آنزیم در طول زمان،Researchers آن را در یک چارچوب توخالی فلزی-آلی کپسوله کرده‌اند که در طول زمان از آسیب محافظت می‌کند و کارایی و پایداری را حفظ می‌کند.
مورد دوم استفاده از آنتی بادی‌ها در حسگر زیستی است. این رشته‌های کوتاه DNA می‌توانند به طور خاص به قسمت‌های بیرونی E. coli متصل شوند. این رشته‌ها به نانوذرات نقره مرتبط هستند که مانع از رسیدن گلوکز به آنزیم می‌شوند تا زمانی که E. coli شناسایی شود.
هنگامی که E.coli وجود دارد، آپتامر به آن متصل می‌شود و واکنشی به سد سیلیسی ایجاد می‌کند و اجازه می‌دهد گلوکز به آنزیم برسد. واکنش اکسیداسیون الکترون تولید می‌کند و یک سیگنال الکتریکی تولید می‌کند که حضور باکتری را تایید می‌کند.
جزء سوم یک مکانیسم حذف باکتری است که هر سلول E. coli را که حسگر پیدا می‌کند از بین می‌برد. این با استفاده از دوز هدفمند پراکسید هیدروژن، محصول جانبی سلول سوخت زیستی حسگر به دست می‌آید. این نانوذرات نقره را اکسید می‌کند و یون‌های نقره را آزاد می‌کند که به‌خاطر خواص ضد باکتریایی‌شان مشهور است.
محققان گزارش می‌دهند که حسگر جدید بسیار حساس است و قادر است باکتری E. coli را در غلظت‌های بسیار کم (۳ CFU/mL) تشخیص دهد. همچنین دارای یک مکانیسم مونتاژ کاتالیزوری است که سیگنال را با تشکیل ساختارهای DNA دو رشته‌ای تقویت می‌کند که بازخوانی الکتریکی را افزایش می‌دهد.
هنگام آزمایش، حسگر جدید با موفقیت E. coli را از سایر باکتری‌ها جدا کرد. همچنین مشخص شد که حتی چند روز پس از ذخیره‌سازی، در استفاده‌های متعدد همچنان کاربردی باقی می‌ماند. پس از آزمایش بر روی نمونه‌های واقعی آب دریا، دقت تشخیص ۹۱.۰۶ ٪ تا ۱۰۱.۹ ٪ را نشان داد و عملکرد ۹۰ ٪ را پس از پنج دوره استفاده حفظ کرد.
توجه به این نکته مهم است که در حالی که نتایج امیدوارکننده هستند، این مطالعه همچنین سوالاتی را در مورد مقیاس پذیری و قابلیت استفاده طولانی مدت ایجاد می‌کند. برای این منظور، تحقیقات آینده برای کشف مکانیسم‌های آزادسازی کنترل‌شده برای به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی و در عین حال حفظ کارایی ضد میکروبی ضروری است.