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Jun 16, 2023

Rápido y etiqueta

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 21413 (2022) Cita este artículo 941 Accesos 4 Citas Detalles de métricas En este trabajo, demostramos el desarrollo de un método rápido y sin etiquetas.

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 21413 (2022) Citar este artículo

941 Accesos

4 citas

Detalles de métricas

En este trabajo, demostramos el desarrollo de un biosensor electroquímico rápido y sin etiquetas para detectar Listeria monocytogenes utilizando un nuevo material de nanocepillo de tiómero de estímulo-respuesta. Los nanocepillos se desarrollaron mediante codeposición simultánea en un solo paso de nanoplatino (Pt) y tiomeros de alginato (tiomero ALG). La plataforma de nanocepillo ALG-tiomero/Pt aumentó significativamente el área de superficie electroactiva promedio de los electrodos en 7 veces y mantuvo las propiedades de actuación (hinchazón osmótica estimulada por pH) del alginato. El comportamiento dieléctrico durante el accionamiento del cepillo se caracterizó con sondas redox cargadas positiva, neutra y negativamente por encima y por debajo del punto isoeléctrico del alginato, lo que indica que la carga superficial del tiomero ALG juega un papel importante en la adquisición de señales. La plataforma ALG-tiomero se biofuncionalizó con un aptámero selectivo para la proteína internalina A en Listeria para aplicaciones de biodetección. Se optimizó la carga de aptámeros y se investigaron varias estrategias de captura celular (cepillo extendido versus colapsado). La captura celular máxima ocurre cuando el tiomero/aptámero ALG está en la conformación extendida (pH > 3,5), seguida de la medición de la impedancia en la conformación colapsada (pH < 3,5). Se detectaron bajas concentraciones de bacterias (5 UFC ml-1) a partir de una matriz alimentaria compleja (caldo de pollo) y las pruebas de selectividad contra otras bacterias Gram positivas (Staphylococcus aureus) indican que la afinidad del aptámero se mantiene, incluso a estos valores de pH. El nuevo material blando híbrido se encuentra entre los más eficientes y rápidos (17 minutos) para la biodetección de L. monocytogenes hasta la fecha y no requiere tratamiento previo de la muestra, lo que constituye una nueva plataforma de material prometedora para detectar moléculas o células pequeñas.

Listeria monocytogenes es una bacteria virulenta transmitida por los alimentos ubicua en el medio ambiente (suelo y agua) que causa cientos de muertes en los EE. UU. anualmente1,2. Cada año, se reportan casi 48 millones de casos de enfermedades transmitidas por alimentos, casi el 19% de los cuales se deben a infección por Listeria monocytogenes, lo que tiene potencialmente un impacto económico negativo de $15 mil millones por costos de atención médica, pérdida de productividad y pérdida de vidas3,4. Con síntomas como dolor muscular, náuseas, diarrea, vómitos y escalofríos1, L. monocytogenes se encuentra entre los patógenos transmitidos por los alimentos más letales, con una tasa de mortalidad de hasta el 30 % en personas de alto riesgo5,6. Es especialmente peligroso para las mujeres embarazadas, aunque generalmente se recuperan, sus bebés pueden no sobrevivir2.

Listeria monocytogenes es un patógeno difícil de monitorear en entornos de procesamiento de alimentos debido a su capacidad para proliferar en condiciones de bajo contenido de humedad, alta salinidad o temperaturas asociadas con unidades comunes de refrigerador/congelador7. La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA), el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) y la Unión Europea (UE)1 implementaron una regla de tolerancia cero para L. monocytogenes en los alimentos listos para el consumo, lo que se sumó a la El creciente número de retiros de alimentos relacionados con la contaminación por Listeria en los últimos años8 refuerza aún más la necesidad de métodos de detección de patógenos en tiempo real que puedan identificar productos alimenticios contaminados antes de que lleguen al público.

Los últimos avances en la detección de Listeria en plantas procesadoras de alimentos, incluidos los recuentos totales viables (TVC), ELISA (ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas) y PCR (reacción en cadena de la polimerasa), son susceptibles a errores y lecturas falsas. y requieren costosos entornos de laboratorio con personal altamente capacitado para completarlos9,10. Los resultados de las pruebas de estos métodos se retrasan gravemente al requerir dos pasos de enriquecimiento consecutivos (hasta 48 h) para concentrar/amplificar las bacterias antes de un paso de detección cualitativa11, porque estos métodos carecen de sensibilidad [~ 100 UFC ml-1 límites de detección (LOD) ]12,13 y no puede detectar directamente niveles bajos de patógenos en muestras complejas como medios, caldos o tejidos homogeneizados.

Las técnicas de detección electroquímica se estudian ampliamente para diferentes aplicaciones debido a sus ventajas inherentes de robustez, respuesta rápida, facilidad de uso, miniaturización, alta sensibilidad, límites de detección bajos, pequeños volúmenes de analito, capacidad para trabajar con muestras turbias y capacidades sin etiquetas12. 14. Es importante tener en cuenta estas propiedades al analizar muestras ambientales y de alimentos en una instalación de procesamiento donde se requieren dispositivos fáciles de usar y una preparación de muestras sencilla15,16. Se sabe que la deposición de nanopartículas metálicas (como el platino) y/o polímeros en la superficie de sensores electroquímicos mejora significativamente el área superficial y/o la conductividad eléctrica, además de mejorar la inmovilización del agente de biorreconocimiento, lo que resulta en una mayor sensibilidad, una captura más rápida y una mejor detección de la bacteria objetivo17. El papel de las nanopartículas de platino en el campo de la biodetección ha sido revisado recientemente por Yu et al.18, quienes resumen sus propiedades, incluidas altas densidades de corriente, rápido transporte de masa y propiedades electrocatalíticas mejoradas que dan como resultado indicadores clave de rendimiento del sensor mejorados19,20,21. ,22.

Los aptámeros son oligonucleótidos monocatenarios y, si se seleccionan adecuadamente y se aplican en el tampón de unión correcto, muestran una alta afinidad hacia los objetivos23. Los aptámeros se unen específicamente a través de interacciones entre objetivos y estructuras expuestas24,25. Los aptámeros tienen numerosas ventajas sobre los anticuerpos, incluido el bajo costo de síntesis, la alta reproducibilidad, la alta estabilidad térmica y la capacidad de modificar y/o integrar varios grupos funcionales (p. ej., biotinilación, tiolación, etc.)25,26. Revisiones exhaustivas sobre tecnologías basadas en aptámeros para la detección de patógenos transmitidos por alimentos resumen los desarrollos recientes en biosensores ópticos y electroquímicos (es decir, aptasensores)24,27,28, incluidas plataformas que utilizan perlas magnéticas conjugadas con aptámeros de ADN y sensores de fibra óptica funcionalizados con anticuerpo-aptámero para detectar patógenos transmitidos por alimentos. detección de células de L. monocytogenes en productos cárnicos listos para el consumo contaminados29. Hills et al.30 y Oliveira et al.31 informaron de un mecanismo de detección para la detección de L. monocytogenes en muestras de alimentos mediante el accionamiento de distintos nanocepillos de aptámero de quitosano utilizando el aptámero descubierto por Ohk et al.29. Recientemente, Sidhu et al.32 desarrollaron un aptasensor utilizando microelectrodos interdigitados de platino funcionalizados con este mismo aptámero de ADN para Listeria spp. Detección en caldo de verduras y medios hidropónicos mediante la incorporación del sensor en una trampa de partículas/sedimentos para el análisis del agua de riego in situ.

El uso de polímeros sensibles a estímulos para la actuación en aplicaciones de detección ha atraído cada vez más atención en los últimos años, como se resume en una revisión reciente de Hu et al.33. Los polímeros que responden a estímulos experimentan cambios importantes en solubilidad, volumen y/o conformación en respuesta a estímulos externos, y se han utilizado para imitar la respuesta natural a los cambios externos en el medio ambiente que se observa en los sistemas vivos33,34,35. El alginato de sodio es un polisacárido natural, no tóxico, biodegradable y de bajo costo que contiene ácidos manurónico y gulurónico repetidos. El alginato es una molécula aniónica con un pKa de aproximadamente 3,5. Por encima del pKa, el alginato es hidrofílico y en ambientes por debajo de este pH es hidrofóbico36,37. Trabajos anteriores han utilizado la actuación de polímeros para mejorar la captura de bacterias38 y recientemente Hills et al.30 y Giacobassi et al.39 estudiaron la actuación de polímeros sensibles a estímulos tanto para la captura como para la detección de patógenos en medios complejos. Estos estudios demostraron con éxito que al controlar la actuación del polímero a microescala, se pueden capturar patógenos cuando se extiende el polímero y se mejora la transducción de señales después de colapsar el polímero en la superficie del sensor30,39. Sin embargo, estos estudios previos utilizaron nanopartículas y polímeros metálicos en una deposición capa por capa para producir los sensores30,40, lo que requirió un proceso de fabricación de varios pasos. Uno de los mayores desafíos en estos trabajos previos fue fijar el nanocepillo a la superficie seguido de la biofuncionalización, que utilizaba técnicas de reticulación que no eran específicas, y el control del grado de fijación de la superficie versus la inmovilización de biorreceptores fue un desafío.

En este documento, nos centramos en el desarrollo de una coelectrodeposición en un solo paso de tiómeros de alginato y nanoplatino como plataforma de aptasensor. Nos basamos en esta plataforma única de tiomero de alginato (tiomero ALG) para desarrollar un biosensor rápido y sin etiquetas para detectar L. monocytogenes. Estudios anteriores han demostrado la coelectrodeposición de alginato y otros materiales conductores como el grafito y MnO2-C41,42, pero hasta donde sabemos, nuestro trabajo es el primero en mostrar la electrodeposición simultánea de tiomeros de ALG y platino para biodetección, que abre una nueva y apasionante área de investigación para el desarrollo de nanobiosensores. Optimizamos las condiciones de deposición de ALG-tiomero bajo diferentes combinaciones de voltaje, concentración de ALG-tiomero y ciclos de sonoelectrodeposición, logrando un aumento de hasta siete veces en el área de superficie electroactiva para las mejores condiciones. Nuestros resultados muestran que la relación señal-ruido más alta se logró cuando se produjo la captura de células en la conformación de cepillo extendido y la detección en la conformación de cepillo colapsado. Finalmente, demostramos que el biosensor de nanocepillo ALG-tiomero/Pt puede detectar selectivamente L. monocytogenes en una matriz alimentaria en concentraciones tan bajas como 5 UFC mL-1 y en presencia de otras células Gram positivas en menos de 17 minutos sin necesidad de técnicas de preconcentración de muestras o etiquetado redox.

El fosfato de sodio dibásico, el fosfato de potasio monobásico, la hidroquinona (C6H4(OH)2, el ácido cloroplatínico (8 % p/p) y el cloruro de hexaaminorutenio (III) (Ru(NH3)6Cl3) se adquirieron de Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO). Se adquirieron suspensión de alúmina (0,05 µm) y microsuspensiones de diamante policristalino (3 µm y 1 µm) de Buehler (Lake Bluff, IL). Referencia de plata/cloruro de plata (Ag/AgCl), trabajo con platino/iridio (Pt. /Ir, 1,6 mm de diámetro), y los electrodos auxiliares de platino se adquirieron de BASinc (West Lafayette, IN). El acetato de plomo (30% p/v) se obtuvo de Fisher Scientific (Pittsburgh, PA). (3-dimetilaminopropil)carbodiimida HCl (EDC) y 4-(N-maleimidometil)ciclohexano-1-carboxilato de sulfosuccinimidilo (Sulfo-SMCC) se adquirieron de Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA).Trihidrato de ferrocianuro de potasio (K4Fe(CN)6 ·3H2O) se adquirió de Ward's Science (Rochester, NY) y el clorhidrato monohidratado de cisteína y el ferricianuro de potasio (K3Fe(CN)6) se adquirieron de JT Baker (Phillipsburg, Nueva Jersey). Sal sódica del ácido algínico (baja viscosidad), N-hidroxisuccinimida (NHS), alambre de platino (99,95 % Pt, 1,5 mm de diámetro), ácido 5,5′-ditiobis-(2-nitrobenzoico) (reactivo de Ellman) y 2- El tampón de ácido (morfolino) etanosulfónico (MES) se obtuvo de Alfa Aesar (Ward Hill, MA). Los aptámeros creados por Ohk et al.29 que se dirigen a la proteína de membrana internalina A de L. monocytogenes (KD = 103 UFC/ml, 47 bases de ADN y 15 008 g/mol) se obtuvieron de Gene Link Inc. (Hawthorne, NY). El extracto de levadura, el caldo de soja tríptico (TSB), el agua de peptona tamponada (BPW) y el agar de soja tríptico (TSA) se obtuvieron de Becton, Dickson and Company (Sparks, MD). El caldo de verduras estable (UHT, procesado a temperatura ultraalta) se adquirió en una tienda de comestibles local. El tubo de diálisis (DiaEasy™, MWCO de 3,5 kDa) se obtuvo de Biovision (Milpitas, CA). El cloruro de potasio (KCl) y el cloruro de sodio (NaCl) se adquirieron en EMD Millipore Corporation (Burlington, MA). El nitrato de potasio (KNO3) se adquirió de British Drug Houses (ON, Canadá). El tampón de ácido tris-etilendiaminotetraacético (TE) (pH 7,4) se obtuvo de Quality Biological (Gaithersburg, MD). El caldo de triptosa fosfato (TPB) se obtuvo de HiMedia (Mumbai, India).

Los cultivos de bacterias, Listeria monocytogenes (ATCC 15313) y Staphylococcus aureus (ATCC 25923), se adquirieron de la American Type Culture Collection (Manassas, VA) y se utilizaron como bacterias objetivo e interferencias para pruebas de sensibilidad y selectividad, respectivamente. Se utilizaron estándares de nivel 2 de bioseguridad establecidos por el Instituto Nacional de Salud para realizar experimentos con microorganismos patógenos S. aureus y L. monocytogenes. Todos los cultivos de bacterias inicialmente almacenados a -80 °C se transfirieron a medios de crecimiento, TPB para L. monocytogenes y TSB para S. aureus, mediante transferencias duplicadas idénticas y secuenciales y se incubaron en condiciones aeróbicas durante 24 h a 35 °CS aureus y L. monocytogenes se mantuvieron a 4 °C durante hasta 3 meses en agar tríptico de soja (TSA) y TSA con 0,6% (p/v) de extracto de levadura (TSAYE), respectivamente. Se llevaron a cabo transferencias inclinadas a medios de crecimiento para preparar cultivos de bacterias para el análisis. Las muestras de bacterias se enumeraron diluyendo primero en serie las muestras en BPW y sembrando en TSA y TSAYE para S. aureus y L. monocytogenes, respectivamente; después de 48 h a 35 °C; los resultados se registraron como UFC mL-1.

El alginato de sodio se modificó para incorporar una terminación de grupo tiol mediante la formación de un enlace amida entre los grupos de ácido carboxílico del alginato de sodio y los grupos amino primarios de la cisteína usando un acoplamiento mediado por carbodiimida como en Jindal et al.43. En este método, los grupos carboxilo del alginato se activan con EDC a pH 6 durante 45 min. Luego, se añadió monohidrato de clorhidrato de cisteína en una proporción en peso de 2:1 (alginato:cisteína) y se dejó reaccionar durante 2 h a pH 4 seguido de otra 1 h a pH 6 (consulte la Fig. 1 para conocer los pasos de fabricación). La reacción se realizó bajo agitación continua a temperatura ambiente.

Esquema de los pasos para la fabricación, biofuncionalización y detección de los cepillos de ALG-tiomero/Pt funcionalizados con aptámero selectivo para L. monocytogenes. Primero, los tiomeros de ALG se forman basándose en la reacción del alginato de sodio con cisteína usando la química de N-(3-dimetilaminopropil)-N′-etilcarbodiimida (EDC). Luego, el tiomero de ALG y el platino se sonoelectrodepositan simultáneamente en el electrodo de trabajo, lo que da como resultado cepillos de tiomero de ALG/Pt que se muestran mediante imágenes SEM. A continuación, los cepillos de ALG-tiomero/Pt se funcionalizaron con aptámero mediante química de reticulación con carbodiimida. La estrategia de detección consistió en la activación del cepillo con ALG-tiomero/Pt desde estados colapsados ​​a estados extendidos en función de los cambios de pH: la captura de bacterias se realizó a pH 7 con cepillos en el estado extendido seguido de una medición (detección) cuando los cepillos están colapsados ​​a pH 3.

A continuación, se dializó la solución (corte de peso molecular de 3,5 kDa) para aislar el conjugado de alginato-cisteína (ALG-tiomero). La diálisis incluyó dos días contra HCl 1 mM (pH 4), seguido de 1 día en HCl 1 mM y NaCl al 1% (p/v), y otros dos días en HCl 1 mM (todas las soluciones se intercambiaron dos veces al día). . Posteriormente, la suspensión se liofilizó (- 50 ° C, - 0,120 mBar, 48 h) en una unidad Labconco FreeZone 6 (Labconco, Kansas City, MO, EE. UU.). Posteriormente, los tiomeros de ALG se almacenaron en una atmósfera de nitrógeno a 5 ° C hasta su uso para la modificación del sensor.

El grado de modificación logrado en el alginato se determinó cuantificando la cantidad de grupos tiol mediante el análisis de Ellman según las instrucciones de Thermo Fisher Scientific44. Brevemente, las muestras y el ácido 5,5′-ditiobis-(2-nitrobenzoico), concretamente el reactivo de Ellman, se mezclaron en tampón fosfato que contenía EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) a pH 8 y se midió su absorbancia a 412 nm frente a un control en blanco. utilizando un espectrofotómetro (Genesys 10S, Thermo Scientific, Waltham, MA). Se preparó una curva estándar utilizando clorhidrato de cisteína monohidrato para cuantificar la concentración de tiol (expresada como µmol de grupos tiol g-1).

Se depositaron simultáneamente alginato y platino (Fig. 1) sobre la superficie de los electrodos de trabajo de platino/iridio (previamente pulidos según las instrucciones del fabricante) utilizando el método de sonoelectrodeposición desarrollado por Taguchi et al.19. En este método, una fuente de alimentación conectaba un alambre de platino (ánodo) y el electrodo de trabajo (cátodo) aplicaba un potencial fijo durante 1 s seguido de 1 s de sonicación a la solución de deposición, como ciclos alternos. La solución de deposición contenía 0,72 % (p/v) de ácido cloroplatínico, 0,001 % (p/v) de acetato de plomo y tioómero de ALG en diferentes concentraciones (0,05, 0,075 y 0,1 % p/v). También se evaluaron voltajes de 1,5, 5,75 y 10 V durante 60, 100 y 140 ciclos de sonoelectrodeposición para determinar las condiciones óptimas de deposición.

Se utilizó microscopía electrónica de barrido por emisión de campo (SEM) para analizar la morfología de la mejor condición de deposición con cepillo basada en los experimentos electroquímicos. Después de recubrir el electrodo modificado con cepillos de ALG-tiomero/Pt con una capa de platino de 5 nm de espesor [recubrimiento por pulverización catódica Cressington 208 HR (Watford, Reino Unido)], se tomaron imágenes SEM con un FEI Quanta 600 FEG (Hillsboro, OR). ). Para la obtención de imágenes de la superficie se utilizaron aumentos de 10.000 y 16.000 veces con un voltaje de aceleración de 10 kV.

La química de la superficie de los electrodos recubiertos utilizando la deposición con cepillo optimizada seleccionada se analizó mediante espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS), realizada en un Omicron ESCA + (Scienta Omicron, Suecia) con un cañón de electrones CN10 y un cañón de rayos X dual de Mg/Al. .

Cada paso de la preparación del biosensor (deposición de alginato-platino, carga de aptámero y detección de bacterias) se caracterizó electroquímicamente utilizando un sistema de celdas de 3 electrodos (de trabajo, de referencia de Ag/AgCl y electrodos auxiliares de platino) a temperatura ambiente mediante voltamperometría cíclica (CV) y /o métodos de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) descritos por Burrs et al.17 utilizando un potenciostato/analizador de impedancia CHI 600E. La prueba CV se realizó en una solución de Fe(CN)63− 4 mM en KNO3 1 mM con velocidades de escaneo de 50, 100, 150 y 200 mV/s, potencial de conmutación de 650 mV y tiempo de silencio de 10 s. Se utilizó CV para obtener el área de superficie electroactiva (ESA en cm2) de los electrodos mediante la teoría de Randles-Sevcik usando la pendiente de la corriente versus la raíz cuadrada de la velocidad de escaneo (ip versus v1/2), como se informó anteriormente19,45 (ver información de respaldo para más detalles). Los valores de ESA se utilizaron para determinar los mejores parámetros de deposición (concentración de ALG-tiomero, voltaje y número de ciclos de sonoelectrodeposición, como se describe en Deposición de ALG-tiomero/platino nanobrsuh), así como para caracterizar el accionamiento del cepillo y para determinar la concentración de carga de aptámero. (consulte la información de respaldo para obtener más detalles).

Para las pruebas de actuación se utilizó una sonda cargada negativamente (KFeCN63−), una sonda neutra (C6H4(OH)2) y una sonda cargada positivamente Ru(NH3)63+. El pH de la solución de la sonda redox se ajustó a pH 7 o pH 3 usando una solución de HCl o NaOH 1 M. El pH de la solución redox se controló durante las pruebas de CV para garantizar que el pH informado no cambiara en más de 0,5 unidades de pH. También se llevaron a cabo pruebas de actuación en presencia de una concentración de fondo constante de Listeria de 103 UFC ml-1 en solución salina tampón fosfato (PBS) utilizando EIS para determinar la estrategia de captura y medición más eficiente entre la conformación extendida y colapsada de los cepillos.

Se utilizó EIS para determinar el límite de detección (LOD), el rango de detección y la sensibilidad del biosensor cuando se expone a bacterias en concentraciones que varían de 101 a 106 UFC ml-1 (curva estándar). Para conocer el procedimiento de funcionalización de cepillos de ALG-tiomero/Pt con aptámeros, consulte la información de respaldo para obtener más detalles. El análisis se realizó con un potencial de CC inicial de 0 V, una amplitud de CA de 100 mV y un rango de frecuencia de 1 a 100.000 Hz. Las pruebas de sensibilidad se realizaron inicialmente en PBS y luego nuevamente en caldo de verduras comercialmente estéril. A partir de los gráficos de Bode (impedancia frente a frecuencia), se utilizó el valor de impedancia a una frecuencia de corte fija para construir las curvas de calibración, que consisten en la impedancia (Ohm) frente a la concentración de células (log UFC mL-1). A partir de las curvas de calibración (R2 > 0,97), la sensibilidad a la bacteria objetivo se obtuvo utilizando la pendiente de la porción lineal y luego se utilizó el método 3σ para calcular el límite de detección (LOD)39. Se utilizó el cambio en la impedancia (\(\mathrm{\Delta Z}= {Z}_{bacteria}-{Z}_{no \, bacteria}\)) para ilustrar el rendimiento de los electrodos independientemente del medio. La selectividad hacia L. monocytogenes se evaluó determinando la sensibilidad y el LOD en presencia de la misma concentración de otra bacteria Gram positiva (S. aureus) en PBS y en caldo de verduras estéril.

Los resultados de los experimentos independientes se realizaron al menos por triplicado y se expresaron como media ± desviación estándar. Se utilizó el software SPSS para realizar el análisis estadístico. Se utilizó ANOVA (análisis de varianza unidireccional) para probar la significancia y se expresó en el nivel de p <0,05. Se separaron medias significativamente diferentes mediante la prueba de Tukey.

La eficacia de la reacción ALG-tiomero se evaluó por primera vez mediante el análisis de Ellman. El resultado obtenido fue 1050 ± 200 μmol de grupos tiol g-1 de polímero, aproximadamente 3 veces mayor que el contenido de tiol de 324,54 μmol g-1 presentado por Jindal et al.43 con un procedimiento similar. En nuestro enfoque, el EDC (un compuesto de carbodiimida) reacciona con grupos de ácido carboxílico del alginato para formar un intermedio activo de O-acilisourea que es reemplazado por los grupos amino primarios de la cisteína, formando un enlace amida con el grupo carboxilo original (ver Fig. .1). Se puede incluir N-hidroxisuccinimida (NHS) en la reacción para mejorar la eficiencia ya que el EDC acopla NHS a carboxilos formando un éster de NHS que es considerablemente más estable que el intermedio O-acilisourea46. Marcano y Sabino47 informaron un valor mayor de 1939 μmol g-1 de grupos tiol al incluir NHS en la reacción de activación con EDC. Sin embargo, este enfoque introduce grupos funcionales adicionales que pueden entrecruzarse, reduciendo la capacidad de controlar el accionamiento del cepillo e introduciendo errores experimentales.

La presencia del grupo tiol en el análisis de Ellman indica que hay azufre presente en la muestra pero no proporciona información sobre el estado del azufre (grupo sulfhidrilo reactivo u oxidado) ya que el grupo tiol es muy susceptible a la oxidación al exponerse al oxígeno atmosférico. con posible formación de enlaces tipo disulfuro o reticulación (–S–S–)47.

Se realizó un análisis XPS para caracterizar los enlaces químicos para obtener la mejor condición de deposición relacionada con la respuesta electroquímica (consulte la información de respaldo para obtener resultados detallados y discusión). El espectro XPS de la deposición con cepillo de ALG-tiomero/Pt (Fig. 2a) muestra la deposición efectiva de los componentes de ALG-tiomero y Pt, con picos característicos de C 1s, O 1s, N 1s y S 2p de ALG-tiomero y Pt. 4f de platino. El pico de N 1 a 399 eV se encuentra dentro del rango de los complejos cisteína-metal48. La energía de unión de 400 eV puede asociarse con la presencia del grupo amino40 o con la cisteína49. De manera similar, Wang et al.50 y Li et al.51 presentaron pequeños picos S 2p y N 1s en el mismo rango que en el presente trabajo, indicando la presencia de estos componentes en puntos de carbono (complejos de citrato trisódico-cisteína al comparar su XPS espectro completo con cisteína pura) y monocapa autoensamblada de alcanotiol sobre Pt metálico, respectivamente. La energía de unión de S 2p de 164 eV (Fig. 2b) es característica del tiol52 o su coordinación con los iones metálicos48. El pico a 162,5 eV (S 2p) también está dentro del rango esperado para los enlaces metal-azufre52. Yang y Agrios53 asociaron un doblete en la región S 2p de un ácido 4-mercaptobenzoico modificado con Pt a valores ligeramente inferiores (161,84 eV y 163,04 eV) a los obtenidos en el presente trabajo (162,5 eV y 164 eV) a la formación de un Pt –S bono. Castner et al.54 también informaron que la energía de enlace de 161,9 eV es consistente con los átomos de azufre unidos a la superficie del oro como una especie de tiolato. El pico S 2p cercano a 168,5 eV podría deberse a la presencia de azufre oxidado48,53. El espectro de Pt 4f (Fig. 2c) presenta dos picos a 71 eV y 74,3 eV correspondientes al Pt unido a S, lo que concuerda con los informes de la literatura para Pt en contacto con átomos de S 53,55. Romanchenko et al.56 asignaron la energía de unión de 71,5 eV a las nanopartículas metálicas de Pt0 y de 74 eV a los compuestos de Pt(IV)-S, lo que también podría ser el caso en el presente estudio ya que: (1) el Pt podría depositarse directamente sobre la la superficie del electrodo, así como la unión al tiomero ALG antes de la depósito, y (2) la electrodeposición usando ácido cloroplatínico involucra cationes Pt(IV) y su reducción a Pt057. En general, los espectros XPS que se muestran en la Fig. 2 indican la unión entre las nanopartículas de Pt y los átomos de S en el tiomero ALG.

Análisis de espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS). (a) espectro de estudio, (b) espectro de S 2p y (c) espectro de Pt 4f que muestra la codeposición exitosa de ALG-tiomero y Pt en electrodos. Las líneas continuas con curvas suaves provienen del software XPS Peak que se utiliza para identificar los picos S 2p y Pt 4f.

La morfología de los cepillos de nanoplatino y alginato para la mejor condición de deposición relacionada con la respuesta electroquímica (consulte los detalles en la información de respaldo, los resultados y la discusión) se muestra en la Fig. 3. La deposición del cepillo de ALG-tiomero/Pt formó esferoides yuxtapuestos (nodos terminales del cepillo) con diámetros que van desde 80 a 400 nm con un recubrimiento uniforme con algunas estructuras aleatorias en forma de coliflor distribuidas por toda la superficie. Chen et al.42 presentaron una estructura similar, aunque más suave, al galvanizar simultáneamente alginato y compuesto de MnO2-C. Además, Giacobassi et al.39 demostraron una estructura esferoide similar, aunque más porosa y tridimensional, con la deposición de cepillos de PNIPAAm sobre capas reducidas de óxido de grafeno y platino. De manera similar a los cepillos PNIPAAm descritos por Giacobassi et al.39, la electrodeposición de cepillos de ALG-tiomero/Pt condujo a una formación homogénea del cepillo con una distribución uniforme del tamaño del eje y de los nodos. Según Taguchi et al.19, el método de sonoelectrodeposición pulsada promueve una mayor transferencia de masa a la superficie del electrodo, lo que da como resultado una deposición uniforme del material. Se esperan las estructuras relativamente grandes y suaves obtenidas en el presente trabajo, ya que el complejo ALG-tiomero co-depositado es un material polimérico significativamente grande, lo que también fue observado por Giacobassi et al.39. La forma de esferoides aumenta el área de superficie, lo que resulta en un aumento significativo en el área de superficie electroquímica en relación con el electrodo desnudo (consulte los resultados y la discusión en la información de respaldo). Además, se espera que la configuración del cepillo en combinación con el accionamiento del cepillo dé como resultado una mayor exposición de los aptámeros al medio y la posterior unión de las bacterias, como informaron anteriormente Giacobassi et al.39 y Hills et al.30 (ver resultados en las secciones “ALG- actuación del cepillo de tiomero/Pt y captura de Listeria spp.” y “Pruebas de rendimiento del biosensor”). Se deben realizar más investigaciones sobre los efectos de los diferentes parámetros de deposición en la morfología, considerando la importancia de la morfología para el rendimiento de la detección.

Imágenes de microscopía electrónica de barrido de cepillo de ALG-tiomero/Pt a 10 kV y (a) 10 000 y (b) 16 100 aumentos, respectivamente, que muestran una formación uniforme de cepillo y deposición sobre la superficie del electrodo con nodos terminales que oscilan entre 80 y 400 nm. en diámetro.

El alginato es un polímero ácido que tiene un valor de pKa entre 3,2 y 4 (para los ácidos gulurónico y manurónico, respectivamente)37,58. Normalmente, por debajo del pKa, los grupos de ácido carboxílico alginato se protonizan en forma COOH y el polímero se colapsa. A medida que aumenta el pH de la solución, el COOH se ioniza a COO- y la repulsión electrostática resultante entre estos grupos hace que el polímero se extienda37,59,60. Para probar si la propiedad de actuación del alginato ante los estímulos de pH se vio afectada por su modificación y para caracterizar las interacciones electrostáticas durante la actuación en la superficie del electrodo, se llevaron a cabo pruebas de CV con tres sondas redox diferentes y se calcularon los valores de ESA (Fig. 4a). . Se utilizó una sonda cargada negativamente (KFeCN63−), una sonda neutra (C6H4(OH)2) y una sonda cargada positivamente Ru(NH3)63+. Además, la CV se llevó a cabo a pH 3 y 7, por debajo y por encima del pKa del polímero, respectivamente (Fig. 4a), durante tres ciclos repetitivos.

(a) Interacciones electrostáticas durante tres ciclos de actuación entre pH 3 y pH 7 de los cepillos ALG-tiomero/Pt con diferentes sondas redox: una sonda cargada positivamente (Ru(NH3)63+, una sonda cargada negativamente (KFeCN63−), y una sonda neutra (C6H4(OH)2). (b) Impedancia total promedio para el cepillo ALG-tiomero/Pt funcionalizado con aptámero 400 nM y expuesto a 103 UFC mL-1 de Listeria monocytogenes a diferentes frecuencias de corte para diversas capturas/medidas. estrategias basadas en la actuación. "EX" se refiere al estado extendido (pH 7), "COL" se refiere al estado del cepillo colapsado (pH 3), "cap" se refiere a la captura de células y "meas" se refiere a la medición. Las barras de error indican el desviación estándar de la media aritmética de al menos tres réplicas; letras diferentes representan medias significativamente diferentes (p < 0,05).

Como se muestra en la Fig. 4a, por encima del pKa (pH 7), el transporte de electrones disminuye con la sonda KFeCN63- debido a la repulsión de carga/obstáculo estérico a medida que el grupo alginato carboxilato tiene carga negativa; con la sonda neutra (C6H4(OH)2) la transferencia de electrones se ve menos afectada pero aún así puede ocurrir algo de hinchazón debido a la repulsión electrostática intramolecular entre los grupos carboxilato (COO-) del alginato59; y con la sonda Ru(NH3)63+, la corriente máxima y la ESA aumentan debido a interacciones electrostáticas. Por debajo del pKa (pH 3) ocurre lo contrario, la transferencia de electrones se favorece con la sonda negativa aumentando la corriente pico y el ESA, mientras que la corriente pico y el ESA se reducen con la sonda positiva. Oliveira et al.31 y Hills et al.30 también han observado un comportamiento similar de aumento o reducción de ESA debido a interacciones electrostáticas o repulsión, respectivamente, para la actuación de quitosano con las mismas sondas redox. Con actuación repetitiva, la corriente máxima y la ESA cambiaron ligeramente (Fig. 4a) entre repeticiones; sin embargo, el cambio porcentual no fue significativo sin histéresis observable, lo que indica que el accionamiento del cepillo ALG-tiomero/Pt es reversible y puede repetirse varias veces (al menos 3 veces) desde estados colapsados ​​hasta estados extendidos. Estos resultados son una mejora con respecto a la actuación con cepillo de quitosano y PNIPAAm de Hills et al.30 y Giacobassi et al.39, respectivamente, que informaron histéresis de actuación entre repeticiones.

El cepillo ALG-tiomero/Pt se convirtió en un aptasensor funcionalizándolo con 400 nM de aptámero terminado en amino mediante reticulación con carbodiimida, como se muestra en la Fig. 1 (consulte la información de respaldo para obtener más detalles). Basado en el principio de que la unión de las bacterias objetivo al aptámero disminuye la transferencia de electrones en la superficie del electrodo, que se mide como un aumento de la impedancia, se llevaron a cabo pruebas de actuación con EIS para determinar los valores de pH óptimos para capturar y detectar L. monocytogenes. . Para estos experimentos, se utilizó una concentración constante de L. monocytogenes de 103 UFC ml-1 en PBS. En la Fig. 4b, la conformación del cepillo extendido a pH > 3,5 se indica como (EX), la conformación del cepillo colapsado a pH < 3,5 se indica como (COL), el estado de captura de células se indica con (tapa) y el paso de medición electroquímica se indica con (medidas). La captura de células en la conformación extendida (pH 7) y la detección en estado colapsado (pH 3) proporcionaron los valores de impedancia más altos (p <0,05) para todas las frecuencias de corte y, por lo tanto, la eficiencia de detección (consulte también los diagramas de Bode en la Fig. S3 en el información de soporte). La captura óptima de las bacterias objetivo en la forma extendida puede estar relacionada con una mayor área de contacto con la solución probada y una mayor probabilidad de interacción aptámero-célula, en comparación con el pH 3 en el que se contraen los cepillos y los sitios de unión del receptor. ) puede ser inaccesible. De manera similar a nuestro trabajo anterior sobre esta estrategia de captura, es probable que las células se enreden en la matriz polimérica durante el paso de detección, donde la unión del aptámero-objetivo puede ya no ser el mecanismo para la captura celular sino más bien el entrelazamiento durante el colapso del nanocepillo. La especificidad de esta plataforma de detección se basa en la afinidad inicial entre el aptámero y el objetivo a pH 7 (nanocepillo de tiomero ALG extendido), donde el colapso a pH 3 probablemente causa cambios en la estructura secundaria del aptámero pero también atrapa células en la matriz polimérica.

Este hallazgo sobre la estrategia de captura es consistente con los resultados reportados por Hills et al.30 y Giacobassi et al.39 que también presentaron una mayor eficiencia de detección utilizando la estrategia EX/cap → COL/meas para la detección de patógenos. Además, la modificación del alginato con cisteína seguida de la unión del aptámero, utilizando sus grupos carbonilo, parece neutralizar las cargas negativas del alginato que normalmente causarían repulsión electrostática a la membrana altamente cargada negativamente (en la mayoría de las condiciones) de L. monocytogenes61. Este método de captura de bacterias es bastante simple en comparación con otros reportados en la literatura, como el método de Malic et al.62 que desarrollaron un dispositivo de separación magnética de alto gradiente adaptado a nanopartículas inmunomagnéticas basado en una trampa magnética 3D integrada en un dispositivo microfluídico polimérico para captura magnética y liberación de L. monocytogenes.

Las propiedades dieléctricas de los tejidos biológicos se caracterizan por tres dispersiones que incluyen: (a) dispersión α que se produce a baja frecuencia, asociada con interfaces tisulares, como las membranas; (b) dispersión β en radiofrecuencia, causada por la polarización de membranas celulares, proteínas y otras macromoléculas orgánicas; y (c) dispersión γ a frecuencia de microondas, asociada con la polarización de las moléculas de agua. Las membranas celulares actúan como barreras aislantes a bajas frecuencias demostrando vías resistivas, mientras que demuestran una alta capacitancia a frecuencias más altas. En consecuencia, los datos de actuación del EIS se utilizaron para determinar la frecuencia de corte (CF). Este análisis se realizó en un rango de frecuencia de 1 a 50 Hz, que corresponde a la región de dispersión de frecuencia alfa de los tejidos biológicos. La señal de impedancia máxima (p <0,05) se observó en CF de 1 Hz (Fig. 4b) y se seleccionó para determinar indicadores clave de rendimiento (KPI) para el aptasensor en medios complejos y mezclas de bacterias en la siguiente sección.

La capacidad de los electrodos depositados con cepillos de ALG-tiomero/Pt funcionalizados con 400 nM de aptámero terminado en amino para detectar L. monocytogenes se evaluó mediante EIS. Consulte la información de respaldo para obtener detalles sobre la funcionalización del biosensor y los resultados sobre la concentración óptima de carga de aptámero en cepillos de ALG-tiomero/Pt (Fig. S2). En el campo de los biosensores, EIS es particularmente conveniente para la detección de eventos de unión en la superficie del transductor sin necesidad de etiquetas (como tintes fluorescentes, enzimas, compuestos redox o radiactivos)63. El término impedimétrico surge porque la interfaz ofrece (al ocupar los centros receptores) un impedimento eléctrico para la transferencia de cargas que aumenta en función de la unión del objetivo a la interfaz, lo que permite la biodetección sin etiquetas64. Las diferencias de impedancia causadas por la presencia de bacterias (que van de 100 a 103 UFC ml-1) se obtuvieron utilizando la estrategia EX/cap → COL/meas (pH 7 → 3). El tiempo total de la prueba fue de 17 minutos, que incluyeron 15 minutos para la captura de bacterias y 2 minutos para la medición de EIS. Los diagramas de Bode se muestran en un rango de frecuencia de 1 Hz a 100 kHz; Los recuadros están ampliados en vista del rango de frecuencia más bajo (1–5 Hz). Según el análisis de frecuencia de corte (CF) presentado en la Fig. 4b, todas las curvas de calibración se desarrollaron utilizando datos de diagramas de Bode para una CF de 1 Hz.

La Figura 5 muestra el electrodo nanohíbrido ALG-tiomero/Pt/aptámero calibrado para L. monocytogenes (y = 39,21x + 631,64, R2 = 0,99) y en presencia de S. aureus (y = 69,34x + 719,16, R2 = 0,98). La prueba de selectividad se realizó con Staphylococcus aureus debido a su similitud con Listeria como bacteria Gram-positiva y a que ambos son patógenos conocidos transmitidos por los alimentos, además de tener tamaños similares (0,5–2 µm). La adición de una concentración igual de S. aureus en la solución de prueba no mostró interferencia significativa (p > 0,05) en el LOD (4,5 ± 0,8 UFC mL-1 con L. monocytogenes solo y 5,7 ± 2,1 UFC mL-1 con ambos). bacterias) lo que indica que no hay reacción cruzada entre el sensor y S. aureus. La sensibilidad aumentó (p < 0,05) de 39,21 ± 2,61 Ω/log (UFC ml-1) con L. monocytogenes solo a 69,34 ± 2,79 Ω/log (UFC ml-1) cuando S. aureus también estaba presente. El rango lineal también cambió de 101 a 106 UFC ml-1 con solo L. monocytogenes en PBS a 101-105 UFC ml-1 en la mezcla de bacterias. Ohk et al.29 presentaron un LOD de 103 UFC mL-1 utilizando el mismo aptámero en un biosensor de fibra óptica para detectar Listeria spp. Recientemente, Oliveira et al.31 utilizando el mismo aptámero presentaron LOD similares en comparación con el estudio actual para L. monocytogenes solo en PBS y en presencia de S. aureus, 2,5 y 2,6 UFC ml-1, respectivamente; mediante el accionamiento de cepillos de quitosano/platino. Si bien se informa que los sensores de anticuerpos son propensos a dar reacciones falsas positivas con S. aureus, que también es portador de proteína A, se demostró que el aptámero utilizado en el presente trabajo es selectivo para L. monocytogenes29. Este aptámero se dirige a la proteína de superficie Internalina A, que es una de las principales proteínas de invasión implicadas en la patogénesis29. A pesar de que esta proteína es estructuralmente análoga a ciertas proteínas de la pared celular con repeticiones internas identificadas en miembros de los géneros Staphylococcus y Streptococcus65, los resultados actuales corroboran que este aptámero puede ser selectivo para L. monocytogenes.

Gráficos de Bode representativos en el rango de frecuencia de 1 a 100 000 Hz (los recuadros son ampliados en vista del rango de frecuencia inferior de 1 a 5 Hz) para el sensor de cepillo ALG-tiomero/Pt funcionalizado con aptámero de 400 nM expuesto a (a) L monocytogenes en PBS y (b) L. monocytogenes + S. aureus en PBS. (c) Curvas de calibración (cambio de impedancia total a 1 Hz frente a concentración logarítmica de bacterias). Las barras de error representan la desviación estándar de la media aritmética de al menos tres réplicas.

Después de confirmar la capacidad del sensor de cepillo ALG-tiomero/Pt para detectar bacterias en PBS, los sensores se probaron en un producto alimenticio para determinar su selectividad hacia las bacterias objetivo, así como si la sensibilidad puede verse afectada por la interferencia de los componentes de los alimentos. Se utilizó caldo de pollo (Fig. 6, y = 42,59x + 1320,93, R2 = 0,98) ya que contiene carbohidratos y proteínas, entre otros componentes, que podrían interactuar con el biosensor mediante adsorción no específica, lo que resultaría en una señal falsa positiva. La sensibilidad hacia L. monocytogenes en caldo de pollo fue de 42,59 ± 2,35 Ω/log(UFC mL-1) con LOD de 4,4 ± 0,8 UFC mL-1, ambos similares (p > 0,05) a los resultados en PBS. Estos resultados también indican que el aptámero es capaz de unirse selectivamente a L. monocytogenes incluso en matrices alimentarias complejas. Utilizando el mismo aptámero, Hills et al.30 informaron un LOD ligeramente mayor de 9,1 UFC ml-1 en caldo de verduras con un electrodo de cepillo de óxido de grafeno/nanoplatino/quitosano reducido capa por capa que actuaba en función de la respuesta del pH del quitosano.

(a) Gráfico de Bode representativo en el rango de frecuencia de 1 a 100 000 Hz (los recuadros son una vista ampliada del rango de frecuencia inferior de 1 a 5 Hz) y (b) curva de calibración (cambio de impedancia total a 1 Hz versus bacterias logarítmicas) concentración) para el sensor de cepillo ALG-tiomero/Pt funcionalizado con aptámero 400 nM expuesto a L. monocytogenes en caldo de pollo. Las barras de error representan la desviación estándar de la media aritmética de al menos tres réplicas.

La eficacia de unión del aptámero y su papel en el rendimiento del biosensor se evaluó más a fondo exponiendo el sensor de cepillo ALG-tiomero/Pt sin aptámeros a concentraciones crecientes de L. monocytogenes en PBS (consulte la información de respaldo, Fig. S4). El LOD obtenido fue de 28,88 ± 1,31 UFC mL-1 con una sensibilidad de 23,27 ± 7,87 Ω/log(CFU mL-1), respectivamente. El rendimiento del sensor con aptámero presentado anteriormente fue significativamente (p < 0,05) mejor en comparación con el sensor sin aptámero. A pesar de cierta captura aleatoria de bacterias en los nanocepillos, estos resultados de LOD y sensibilidad demuestran la función del aptámero de unirse selectivamente a L. monocytogenes y mejorar significativamente el rendimiento del sensor. Además, estos resultados demuestran aún más la efectividad del protocolo de actuación para capturar bacterias aplicando los cepillos de ALG-tiomero/Pt, que podrían usarse como un paso inicial para el monitoreo de la seguridad alimentaria (es decir, el recuento total de bacterias).

El alginato se está volviendo más popular para aplicaciones de biosensores debido a su biocompatibilidad y grupos funcionales útiles para la encapsulación e inmovilización de agentes de biorreconocimiento como para la detección de antibióticos, células tumorales, análisis de sangre, entre otros66,67. Algunos utilizaron bacterias encapsuladas para controlar la toxicidad del agua68,69, pero aún así, menos informes involucran la detección de bacterias. Por ejemplo, Kikuchi et al.70 utilizaron alginato para encapsular un colorante que es escindido por la enzima b-galactosidasa de E. coli para su detección en la leche materna, y reportaron un LOD de 102 UFC ml-1 después de 2 a 8 h de incubación.

En la Tabla S1 se presenta una recopilación de biosensores actuales para la detección de L. monocytogenes en diferentes muestras de alimentos o tampones (consulte la información de respaldo). Liu et al.71 presentaron buenos resultados al detectar L. monocytogenes en un rango de 68 a 68 × 106 UFC mL-1 mediante el uso de nanopartículas magnéticas funcionalizadas con aptámero (como sondas de preconcentración) y nanopartículas de conversión ascendente funcionalizadas con aptámero (sondas de señal fluorescente). juntos; sin embargo, el procedimiento incluye una incubación de 1 h más un paso de preconcentración. Sidhu et al.72 propusieron microelectrodos de matriz interdigitada de platino funcionalizados con el mismo aptámero utilizado en el presente trabajo y reportaron un LOD de 5,39 UFC ml-1 de Listeria spp. en PBS también con detección de 17 min. En otro trabajo, Sidhu et al.32 aplicaron los mismos microelectrodos de matriz interdigitada de platino funcionalizados con aptámeros para un flujo rápido in situ mediante la detección de Listeria spp. en agua de riego utilizando un potenciostato basado en un teléfono inteligente y en condiciones de flujo, y el LOD informado fue de 48 UFC ml-1. Nuestro sensor ofrece algunas ventajas sobre la mayoría de los que se encuentran en la literatura, incluida una fabricación más simple y rápida sin necesidad de fabricación en sala blanca; no se requiere etiquetado ni preconcentración de bacterias; y un tiempo de detección corto, siendo una de las plataformas más eficientes para la detección de L. monocytogenes hasta la fecha, con un límite de detección bajo y un amplio rango de detección lineal relevante para la seguridad alimentaria.

La detección de un patógeno específico en cualquier muestra de alimento real requiere mucho tiempo y es laboriosa, ya que existen señales de fondo debido a impurezas en la muestra, ya sea por las complejas estructuras multicomponentes o por la presencia de otros microorganismos (patógenos y no patógenos) que requieren pruebas previas. tratamientos de enriquecimiento y entornos de laboratorio. Este estudio informa sobre sensores aptasensores impedimétricos sensibles, selectivos y fáciles de fabricar utilizando un proceso de fabricación de un solo paso de nanocepillos de tiomero de alginato/platino. Por primera vez, mostramos que el tiomero de ALG modificado con nanoplatino y aptámeros mantiene las propiedades del alginato que responden a estímulos y al mismo tiempo mantiene la afinidad por la bacteria objetivo, L. monocytogenes, debido a la unión del aptámero. La actuación de los cepillos de ALG-tiomero/Pt mejoró significativamente la detección de bacterias debido al atrapamiento de la matriz en el estado colapsado. El rango de detección lineal entre 10 y 106 CFU mL-1 y el límite de detección de 5 CFU mL-1 en una muestra de alimento cubren los niveles relevantes para el análisis de seguridad alimentaria, lo que permite a los fabricantes de alimentos reducir las implicaciones económicas y de salud pública derivadas del retiro de alimentos contaminados. . En comparación con otros métodos disponibles en la literatura, este sensor se encuentra entre los mecanismos de captura más eficientes para L. monocytogenes, además de otras ventajas como una fabricación sencilla en un solo paso, sin etiquetado, sin necesidad de preincubación ni concentración y una respuesta. tiempo de 17 min. Los resultados presentados en este estudio demuestran que la plataforma de sensores desarrollada es adecuada para su uso en aplicaciones de monitoreo de seguridad alimentaria. Además, esta plataforma de ALG-tiomero se puede probar más a fondo para la detección de otros patógenos transmitidos por los alimentos o la detección de moléculas pequeñas, lo que avanza considerablemente la detección de objetivos en matrices complejas.

Los datos presentados en este estudio están disponibles previa solicitud a los autores correspondientes.

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Daniela A. Oliveira

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Eric S. McLamore

Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad Estatal de Iowa, Ames, IA, 50011, EE. UU.

Carmen L. Gomes

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Correspondencia a Carmen L. Gomes.

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Oliveira, DA, McLamore, ES & Gomes, CL Detección rápida y sin etiquetas de Listeria monocytogenes basada en nanocepillos de tiomero de alginato-platino que responden a estímulos. Informe científico 12, 21413 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-25753-7

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Recibido: 13 de mayo de 2022

Aceptado: 05 de diciembre de 2022

Publicado: 10 de diciembre de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-25753-7

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