用现成部件制成的传感器可同时检测32种病原体

用现成部件制成的传感器可同时检测32种病原体 研究人员利用现成的部件制造出了一种成本低、灵敏度高的生物传感器带有32个检测垫的扩展门可同时检测32种病原体早期诊断疾病对患者和医生都有好处。它使治疗能够延缓疾病的发展，降低并发症的风险，从而改善长期的健康状况。德国德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心（HZDR）研究实验室的一个团队考虑到早期诊断的重要性，利用现成的元件制造出了一种成本效益高、手掌大小的设备，可以同时检测32种不同的病原体。为了制造出这种新型装置，研究人员借鉴了电子学领域的基本概念，使用场效应晶体管（FET）。场效应晶体管利用电场控制半导体中的电流。它有三个元件：源极、栅极和漏极。向栅极表面施加电压可改变其电势，并控制源极和漏极之间的电流。只有当栅极电压达到一定阈值时，器件才会"通电"。不同的病原体会产生不同的电位，从而产生不同的电流。例如，癌细胞产生的电流就与流感病毒不同。电流没有明显变化意味着传感器（栅极）表面没有与疾病相关的生物分子结合，反之亦然。基于场效应晶体管的传统生物传感器的一个主要缺点是测试表面不能重复使用，使用后需要丢弃整个晶体管，成本高昂且不太环保。为了解决这个问题，研究人员使用了一个与晶体管栅极相连的独立电极来测量电势的变化。这项研究的通讯作者拉里萨-巴拉班（LarysaBaraban）说："这使我们有机会多次使用晶体管。我们将栅极分离出来，并将其称为'扩展栅极'--即测试系统的扩展"。为了进一步改进系统，研究人员创建了一个带有32个测试垫的扩展门，能够检测多种病原体。巴拉班说："我们当然希望这套系统能同时进行多项分析。"这意味着可以同时在每个垫子上对一个样本进行不同病原体的检测"。研究人员用他们的设备检测白细胞介素-6（IL-6），这是一种在感染和组织损伤时产生的蛋白质。它是免疫系统激活的有效标志物，在炎症、感染、自身免疫性疾病、心血管疾病和某些癌症中都会升高。"无论是简单的感冒还是癌症，IL-6的浓度都会发生变化，"巴拉班说。"不同的疾病以及疾病的不同阶段会产生不同的临床表现。这就是为什么IL-6非常适合作为一种标记物。"他们发现，使用专为研究人员设计的现成纳米粒子试剂盒添加金纳米粒子，可以集中或定位电荷并放大电压信号，从而提高设备的灵敏度。测试的灵敏度大大高于在没有纳米粒子的情况下工作时的灵敏度。基于场效应晶体管的完整生物传感原型照片他们发现，他们的设备能快速产生结果，其灵敏度和检测限（LOD）值可与最先进的基于场效应晶体管的生物传感器相媲美。事实上，与实验室常用来检测血液中抗体的标准酶联免疫吸附试验（ELISA）方法相比，该设备的LOD值要低得多。研究人员说，他们的生物传感装置成本低廉，具有一系列潜在应用，从监测癌症患者免疫疗法的进展到预测流感或COVID-19等病毒性疾病的严重程度和病程。这项研究发表在《生物传感器与生物电子学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416921.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1416921.htm

睡莲可能会扮演我们对抗真菌病原体时的超级英雄

睡莲可能会扮演我们对抗真菌病原体时的超级英雄官方数据显示，每年约有8000名美国人死于真菌感染，但这一数字可能要高得多，因为许多病例未被诊断出来，而且作为一种"机会性病原体"，真菌可以攻击衰弱的免疫系统，导致复杂的并发症。世界卫生组织去年呼吁对真菌病原体给予紧急关注，因为在气候变化的刺激下，真菌病原体正变得越来越普遍，威胁也越来越大。不过，也有一些好消息。俄克拉荷马大学（UO）的科学家们可能在一种睡莲或荷花中发现了一种分子，可以抵御真菌感染。俄克拉荷马大学道奇家族文理学院化学与生物化学系教授罗伯特-西切维奇（RobertCichewicz）说："让我们感到兴奋的分子叫做persephacin。这一抗真菌发现似乎能对广谱的传染性真菌起作用，而且它对人体细胞无毒，这一点非常重要，因为目前的许多治疗方法都对人体有毒。"研究真菌长达二十年的Cichewicz指出，植物为抵御攻击而开发的策略可能是我们抵御病原体威胁的最佳选择。与细菌一样，病原真菌也能快速适应和规避现有的治疗方法；在生物进化的'军备竞赛'中，这是一项令人印象深刻的壮举，科学界不得不奋起直追。Cichewicz说："真菌遍布植物界，植物和真菌经常一起工作。"其中一些真菌会杀死竞争对手，或阻止昆虫啃食植物。我们假设，如果这些居住在植物中的真菌（被称为内生菌）能够通过杀死入侵的真菌来帮助植物抵御感染，那么这些分子或许也能保护人类和动物免受真菌病原体的侵害。事实证明，我们是对的。"虽然它可能不是一颗银弹，但persephacin抵御真菌感染的能力是科学家们在这一令人沮丧的领域取得的一项有希望的进展。Cichewicz说："抗真菌抗药性不断演变，这可能会提供一种新的选择。这就是为什么这种分子如此令人兴奋。"这项研究发表在《天然产品杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375745.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375745.htm

世卫称中国当局没有发现任何异常或新型病原体

世卫称中国当局没有发现任何异常或新型病原体世界卫生组织表示，中国卫生当局没有发现任何异常或新型病原体，并按要求提供了有关呼吸道疾病增加和儿童聚集性肺炎的数据。在包括新发疾病监测计划在内的组织，报告中国北方儿童出现未确诊的聚集性肺炎后，世卫当地星期三要求中国提供更多资讯。中方根据规定，在24小时内对世卫作出答复。世卫透过《国际卫生条例》机制寻求流行病学和临床资讯以及实验室结果。数据显示，病例增加与新冠限制的解除及肺炎支原体等已知病原体的传播有关。肺炎支原体是一种常见的细菌感染，通常影响年幼的儿童，自5月以来一直传播。流感、呼吸道合胞病毒和腺病毒就自上月以来一直传播。2023-11-2408:12:16

永冻土融化带来的病原体"穿越时空"的灾难性风险

永冻土融化带来的病原体"穿越时空"的灾难性风险根据一项新的研究，从融化的永久冻土中释放出的古老病原体有可能破坏微生物群落，并潜在地威胁人类健康。研究人员通过计算机模拟发现，这些"穿越时空"的病原体通常能在现代环境中生存和进化，有些甚至会导致宿主物种发生重大变化。尽管这些病原体十分罕见，但由于大量古老的微生物经常被释放到现代生物群落中，它们可能会对人类造成巨大危害。被困在冰层中或隐匿在偏远实验室设施中的"穿越时空"的病原体挣脱束缚，导致灾难性疾病爆发，这一概念一直是几代小说家和编剧所钟爱的题材。冰川和永久冻土的融化给许多类型的休眠微生物提供了重新出现的机会，但这些微生物对人类健康和环境造成的潜在威胁却难以估计。在他们的创新研究中，斯特罗纳的研究小组利用计算机模拟来量化这些微生物带来的生态风险。研究人员模拟了人工进化的场景，即过去的数字病毒样病原体入侵细菌样宿主群落。然后，他们将这些入侵病原体对宿主细菌多样性的影响与未发生入侵的对照群落进行了比较。研究小组发现，在他们的模拟中，古老的入侵病原体往往能在现代群落中存活和进化，约有3%的病原体成为优势病原体。然而，大多数占优势的入侵者对大群落的组成几乎没有影响。约有1%的入侵者产生了不可预测的结果。其中一些入侵者导致多达三分之一的宿主物种死亡，而另一些入侵者则使多样性比对照模拟增加了多达12%。虽然这1%被释放的病原体所带来的风险似乎微乎其微，但考虑到经常被释放到现代生物群落中的古老微生物的数量之多，疫情爆发事件仍然可能带来巨大的危害。新研究结果表明，穿越时空的病原体所带来的风险--迄今为止主要局限于科幻小说中--确实可能成为生态变化和人类健康威胁的强大驱动力。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375283.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375283.htm

美国设计出可高效杀灭真菌病原体纳米机器人

美国设计出可高效杀灭真菌病原体纳米机器人美国科研人员设计出能在10分钟内高效杀灭常见真菌病原体的新型纳米机器人，为人类治疗真菌感染问题提供助力。新华社星期天（5月28日）报道，美国宾夕法尼亚大学日前发布新闻公报说，研究员设计出一种由氧化铁纳米酶制成的纳米机器人，可实现快速、精准杀灭白色念珠菌（Candidaalbicans）的效果。据了解，一些纳米材料具有抗真菌作用，但相关技术的效率和准确性不足，因此控制感染的效果不理想，还容易导致真菌产生耐药性。不过，这篇发表在德国《先进材料》杂志的新研究成功克服了上述缺点。研究员在以细胞球和动物组织样本进行测试后发现，纳米机器人能在十分钟内清除感染部位的白色念珠菌，这种纳米机器人能在磁场控制下精确到达指定位置。纳米酶是像生物酶一样具有催化作用的纳米颗粒，特定氧化铁纳米酶的性质与生物体内常见的过氧化物酶（Peroxidase）相似，能把过氧化氢（Hydrogenperoxid）分解成水和氧气，以产生可杀灭真菌的活性氧。研究发现，通过可编程算法精确调控纳米机器人的形状和运动模式，可以控制活性氧的水平。这种氧化铁纳米酶对真菌细胞的亲和力特别强，能与真菌牢固结合、集中杀灭，且不会影响没有被感染的部位。真菌感染问题在全球范围内愈发普遍，市面上仅有的一些药物正面临耐药性威胁。根据世界卫生组织（WHO）2022年发布的一份报告，白色念珠菌是对人类健康威胁最大的四种真菌病原体之一。

食品安全的未来：新方法抢先在致病之前就检测出农产品中的病原体

食品安全的未来：新方法抢先在致病之前就检测出农产品中的病原体尽管有了快速检测方法，但要确定谁患病并追踪受污染产品的来源，仍然是一个耗时的过程。对于许多已经吃了这些农产品的人来说，这已经太晚了。美国目前的解决方案经常涉及跨越多个州的召回，本质上相当于损害控制。特拉华大学的研究人员希望在任何人生病之前发现这些细菌。正如发表在《食品安全杂志》上的一篇文章所详述的那样，UD和位于特拉华州的创业公司Biospection即将加快测试速度--很多。教师HarshBais和KaliKniel，以及前研究生NickJohnson，与Biospection公司的AndyRagone合作，在三到六小时内检测食源性病原体。作为一名微生物学家，Kniel是研究沙门氏菌等交叉性病原体的专家，这些病原体欢快地跳到新的宿主身上，就像那美味的新鲜生菜。Kniel说："虽然农产品行业正在努力减少与微生物污染有关的风险，但像这样的工具在改进减少风险的策略方面具有令人难以置信的潜力，"他是微生物食品安全教授，经常与行业和政府机构合作以减少食源性疾病的风险。"像我们这样的学术界和生物技术公司之间的合作可以增强技术，并影响食品安全和公共健康。"这些病原体很容易找到它们进入植物的途径，不幸的是，植物是非常受欢迎的主人，主人不会告诉你他们的客人在哪里。就像人类一样，植物使用防御机制来对抗疾病。但是一些由人类传播的病原体学会了推开植物的开放性入口门，即气孔--叶子或茎上的孔--并使自己成为家。UD植物生物学教授Bais说："由于这些细菌对植物来说不是真正的病原体，你无法从物理上看到植物受到压力的早期迹象。Biospection的技术使我们能够非常迅速地说出植物中是否存在机会主义的人类病原体"。研究人员将他们的跨学科专长结合起来，以减少食源性疾病的风险，这是工业界和学术界研究人员多年来努力的任务。其结果是该团队创建了一个多光谱成像平台来观察植物哨兵的反应。一个目标是在传送带上直接使用这种技术，在你的生菜前往杂货店之前扫描它。那么，你如何看到一个你看不到的症状呢？当植物吸引这些病原体时，研究人员的技术通过多光谱成像和深紫外感应来扫描叶片。当研究人员观察良性细菌时，他们观察到的变化很小。但是，对于有害的、由人类传播的病原体，该测试可以发现受到攻击的植物的差异。"以李斯特菌为例，在三到六个小时内，我们看到叶绿素的急剧下降，"Bais说。"这是一个强烈的信号，表明植物正在作出生理反应--这是一个不寻常的细菌的标记。"这种新的多光谱成像技术是非侵入性的，与目前的测试相比速度大大提升。在目前的测试中，实验室的科学家只需要提取一片叶子，将其磨碎，将细菌装入平板，然后寻找疾病。目前的方法还没有商业化，但Biospection公司在2022年获得了美国国家科学基金会小企业创新研究基金，将其开发成一个实时成像传感器并将其商业化，以检查植物的疾病和其他压力。Biospection公司创始人兼首席技术官Ragone说："Harsh和Kali在我们开发的多光谱成像和使用深紫外荧光的技术方面肯定起到了作用。我们发明了一种可以商业化的便携式仪器"。垂直耕作是一个能够从这项新技术中获益的农业部门。使用更少的水和更少的空间，垂直农场是朝着更可持续的农业迈出的重要一步。但是当涉及到疾病时，这些农场与传统的户外农业一样脆弱。大肠杆菌的发病率意味着垂直农场必须丢弃整个收获。Biospection已经在与农业公司合作，将成像传感器嵌入到垂直农场的货架上，对于户外农场，则是作物无人机。Ragone说："与UD合作，我们已经为创造更好的仪器奠定了科学基础。我们正在努力实现一种便携式、自动化，并能在几秒钟内给出答案的仪器。"对于未来的研究，Bais着眼于确定这项技术是否能够区分不同的微生物。"如果哨兵反应在一种微生物和另一种微生物之间是不同的，那就可以根据植物的哨兵反应来确定微生物的身份。我们还没有走到那一步，但那将是最终的成就，"Bais说。"在一个哨兵中，那么你可以在一个哨兵方面区分什么良性和有害的微生物。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363095.htm