新型生物传感器将用于水部门病原体检测

尽管有一系列新的生物传感器技术的发展，供水公司仍然不愿意采用这些新方法。Richard Luxton教授解释了为什么这种情况很快就会改变。

用生物学方法检测水传播病原体

目前正在开发的生物传感技术范围非常广泛。虽然每一个都是独特的，但它们都依赖于生物材料和一些外部影响之间的相互作用，从而变得可检测。

通常，他们将电子与生物分子(如抗体或酶)结合起来，以测量系统中的生物元素。它们还可用于检测农药或其他有毒物质等化学品的影响。

例如，生物分子可以与大肠杆菌壁上的某些蛋白质相互作用，从而提供一种检测方法。一旦交互发生，各种不同的技术被开发出来，以便记录和测量。

例如，电子学可用于检测电荷或阻抗的变化，但也可采用其他生物或物理现象，如荧光或发光。

例如，水技术公司Modern Water就利用生物发光细菌进行生物传感器测试，以检测有毒物质。某些菌株天生会发光，但当暴露在有毒物质中时，发光量会减少。样本的毒性越大，影响越大。

“有很多不同的捕获分子，包括酶。例如，你可以用抗体捕获很多不同的东西。”

类似地，表面等离子体共振(SPR)是一种测量传感器表面折射率变化的技术，这种变化发生在特定分子与传感器结合时。

“有很多不同的捕获分子，包括酶。例如，你可以用抗体捕获许多不同的东西，”西英格兰大学生物传感技术研究所的Ricard Luxton教授解释说。

发展的生物传感器技术

在这一领域有一些新的发展正在扩大生物传感器的能力。

Luxton在接受Aquatech Online采访时表示:“有一种较新的捕获分子，即核酸适配体(aptamer)，它是一种折叠成特定方式的DNA短序列，类似于抗体，因此可以通过其形状识别某些东西。”

还有许多其他的分子，如亲和蛋白，以及被改造的细菌，正在被用来开发新的系统来捕获生物指标。

“一些新的东西，如适配体和affaffer是分子修饰或新创造的分子，所以它们是新的，它们被设计用于与环境中的特定目标结合。有相当多的新技术已经集成到这些传感器系统，”Luxton说。

除了通过新分子和改性细菌来实现生物元素外，生物传感器开发的另一个关键领域是使用新材料来提高灵敏度，并允许检测到低得多的浓度。

“我们的目标是，你可以把不需要任何维护的东西放到水库里，进行测量，然后将其发送到网上。”

Luxton说:“目前，研究人员正在使用石墨烯等材料和其他纳米材料，通过传感器表面和这些新型材料与捕获系统的应用，使传感器更加敏感。”

采用壁垒

通信技术也正在被应用，使得探测器能够快速地向用户发出警报，同时网络传感器也能够提供关于发展中情况的信息，比如地理分布。

“我们的目标是可以在水库中的水,不需要任何维护,目标表面分子结合的传感器,使测量然后结合的技术信息交流网络,“Luxton指出。

尽管生物传感器技术为水处理和供应实体提供了相当大的好处，但仍存在一些障碍，阻碍了水部门广泛采用生物传感器技术。

这方面的例子包括与水行业相关的长期投资周期，以及来自与公共卫生密切相关的行业的自然保守主义。

Luxton说:“我们现在的技术已经基本成熟，一些传感器系统的现场试验已经完成。”他补充说:“挑战在于技术的采用、制造成本和可扩展的制造，以使其物有所值。”

“他们在现有的仪器上有很多投资，其中一些新技术以完全不同的方式工作，你必须在预算范围内工作，并了解引入新技术将是多么昂贵，这是一个相当复杂的情况。”

加速实现

虽然供水公司确实有研究预算，但这些预算通常用于技术评估，而不是初级开发。因此，预计水务公司将从成熟可靠的第三方公司引进经过测试的技术。

正是这些供应公司有可能与大学和研究机构合作，将新型生物传感器技术转化为具有成本效益、实用和可部署的传感器。

然而，全球事件可能会改变生物传感器行业，并迅速加速其采用和部署。

生物传感器不仅在检测特定分子时比现有技术敏感得多，而且像疫苗一样，它们可以随时调整和修改，以检测新的和正在出现的威胁，如新型冠状病毒。

正如Luxton观察到的那样:“对于较新的病毒和类似的病毒，你必须使用这些技术，因为传统的方法实际上不能快速或容易地测量它们。”

因此，如果水务公司要寻找这些新出现的威胁，他们必须考虑如何生产适当的检测技术，而对于许多问题，最好的解决方案是应用生物传感器。

-将于4月28日由水感兴趣传感器小组(SWIG)主办的网络研讨会上更详细地探讨生物传感器的最新进展。的更多信息请访问这里。