Perangkat seukuran telapak tangan yang dikembangkan oleh para peneliti di University of Waterloo dapat membantu menyelamatkan nyawa dan mengurangi penyakit dengan mendeteksi bakteri beracun dengan cepat dan murah dalam pasokan air.
Kontaminasi yang disebabkan oleh E. coli, bakteri yang biasa ditemukan di saluran pencernaan mamalia, menyebabkan sekitar 230 kematian dan tiga juta penyakit akut secara global setiap tahun, sebagian besar mempengaruhi bayi dan anak -anak, menurut sebuah penelitian dari National Institute of Health.
Tim peneliti berangkat untuk membantu mengurangi angka-angka itu dengan membangun teknologi yang awalnya dikembangkan untuk mendeteksi virus COVID-19 selama pandemi global.
“Kami yakin teknologi kami dapat memiliki dampak kesehatan yang signifikan,” kata Dr. Carolyn Ren, seorang profesor teknik mekanik dan mekatronik, dan Ketua Penelitian Kanada dalam Teknologi Mikrofluida di Waterloo.
“Pengujian menunjukkan itu sangat akurat, baik dalam hal spesifisitas – kemampuan untuk membedakan antara E. coli dan bakteri lainnya – dan sensitivitas.”
Biaya hanya $ 70 untuk diproduksi, perangkat ini mencakup sensor berlapis emas seukuran uang receh yang dipasangkan dengan papan ukuran ponsel cerdas yang berisi instrumen kecil yang dikenal sebagai Vector Network Analyzer (VNA).
Sensor dilapisi dengan antibodi – jenis protein yang diproduksi oleh sistem kekebalan tubuh – yang menarik dan mengikat E. coli ke permukaannya jika bakteri hadir dalam sampel beberapa tetes air.
Ketika E. coli berikatan dengan antibodi, ia memicu pergeseran frekuensi resonansi gelombang mikro yang dipancarkan oleh sensor. Pergeseran itu terdeteksi dan dianalisis oleh VNA, yang menentukan keberadaan dan konsentrasi bakteri secara real time.
Perangkat ini diuji dengan hanya beberapa tetes air di reservoirnya, tetapi Ren mengatakan teknologinya dapat dengan mudah ditingkatkan untuk memenuhi standar E. coli internasional yang memerlukan sampel yang lebih besar.
Tes E. coli saat ini biasanya melibatkan mengumpulkan dan mengangkut sampel air ke laboratorium terpusat, sering mengakibatkan penundaan yang dapat memakan waktu berhari -hari dan dapat membuat orang rentan terhadap penyakit.
Ren mengatakan hasil cepat perangkat yang dibangun Waterlot, biaya rendah dan portabilitas membuatnya ideal untuk pengujian di tempat di rumah dan pabrik pengolahan air, dan untuk secara teratur memantau badan air untuk kontaminasi.
Potensinya sangat signifikan di negara-negara berkembang di mana orang lebih rentan terhadap kontaminasi E. coli dan akses ke pengujian berbasis laboratorium terbatas. Dalam sebuah studi di Afrika sub-Sahara, misalnya, 71 persen sampel air rumah tangga ditemukan terkontaminasi.
“Peraturan air sangat ketat dan sulit untuk mengadopsi teknologi baru dengan cepat,” kata Ren, yang juga anggota Water Institute dan Waterloo Institute for Nanotechnology. “Kami berharap pekerjaan kami akan menginspirasi komunitas ilmiah dan sektor swasta untuk membantu membuatnya dapat diakses secara luas.”
Kolaborator termasuk Dr. Emmanuel Ho, seorang profesor apotek, Dr. Philippe van Capplellen, seorang profesor ilmu bumi dan lingkungan, dan Dr. Weijia Cui, seorang peneliti postdoktoral.
Sebuah makalah tentang pekerjaan mereka, biosensor microwave yang difungsikan untuk deteksi E. coli yang cepat dan bebas reagen dalam sampel air, muncul di Biosensor dan Bioelektronika.
