Un biosensore basato sulla nanotecnologia in fase di sviluppo dai ricercatori della Kansas State University potrebbe consentire la diagnosi precoce sia delle cellule cancerose che degli agenti patogeni, portando a una maggiore sicurezza alimentare e a una riduzione dei rischi per la salute.

Lateef Syed, dottorando in chimica, Hyderabad, India, sta sviluppando il biosensore con Jun Li, professore associato di chimica. La loro ricerca si concentra su E. coli , ma Syed ha detto che la stessa tecnologia potrebbe rilevare anche altri tipi di agenti patogeni, come salmonella e virus.

"Il Kansas è uno stato leader nella produzione di carne e nell'industria del pollame, " ha detto. "Qualsiasi epidemia di agenti patogeni in queste industrie provoca enormi perdite finanziarie e molti rischi per la salute. Vogliamo prevenire questi focolai rilevando i patogeni in una fase precoce".

Il recente poster di ricerca di Syed, "Cattura dielettroforetica di E. coli agli array di nanoelettrodi, " è stato nominato vincitore al recente Capitol Graduate Research Summit a Topeka. Un articolo su questo lavoro è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista scientifica Elettroforesi .

Da più di tre anni e mezzo, La ricerca di Syed si è concentrata sullo sviluppo di biosensori basati sulla nanotecnologia per il rilevamento di agenti patogeni e il rilevamento di biomarcatori del cancro. Ha iniziato la ricerca come dottorando sotto la direzione di Li, che da 15 anni si occupa di nanotecnologie.

"La nanotecnologia è un settore molto interessante, Li ha detto. "Offre davvero un'opportunità per risolvere i problemi per l'assistenza sanitaria e la sicurezza alimentare. Può anche essere utile per l'ambiente e le questioni energetiche".

Il progetto è una continuazione del lavoro che Li ha svolto presso il NASA Ames Research Center in California, dove ha trascorso sette anni a sviluppare nanotecnologie. Mentre lavorava in California, Li ha avuto l'idea di sviluppare un piccolo chip per catturare e rilevare gli agenti patogeni.

Quando Li è arrivato al K-State nel 2007 ha continuato la ricerca sui biosensori con Syed. Insieme stanno lavorando allo sviluppo di biosensori per la diagnosi del cancro e il rilevamento di agenti patogeni. Per sviluppare questi biosensori, il team utilizza nanofibre di carbonio, o CNF, perché possono formare una serie di minuscoli elettrodi persino più piccoli di batteri e virus. Quando queste particelle microbiche vengono catturate sulla superficie dell'elettrodo, è possibile rilevare un segnale elettrico.

"Un obiettivo è integrare questa tecnologia in un dispositivo elettronico portatile per il rilevamento di agenti patogeni in modo da poter utilizzare questo dispositivo per il monitoraggio in linea della qualità dell'acqua o del cibo nei siti di lavorazione industriale, " Syed ha detto. "Abbiamo alcuni risultati preliminari che indicano che questa tecnologia è fattibile, e ne sono abbastanza felice".

Il progetto è supportato da una società canadese denominata Early Warning Inc., che ha fornito al team di ricerca K-State $ 240, 000 per due anni come parte del lavoro di sviluppo. Recentemente, il progetto è stato anche sostenuto dal Centro di eccellenza per le malattie degli animali emergenti e zoonotiche del Dipartimento della sicurezza interna degli Stati Uniti, o CEEZAD, allo stato K.

"Stiamo ancora lavorando con l'azienda e stiamo cercando di fornire questo prodotto come prodotto per alimentare il mercato del monitoraggio della qualità dell'acqua, " Li ha detto. "Non vuoi che la gente beva acqua contaminata e si ammali prima che tu possa fare qualcosa. Questa ricerca può essere molto utile in futuro in quanto può essere applicata nelle primissime fasi prima che si diffonda un focolaio.

"La nanotecnologia è un campo diversificato, e include tali dispositivi biosensori che possiamo sviluppare in questo laboratorio all'università, " ha detto. "Finché cerchiamo quelle opportunità, possiamo creare qualcosa che sia utile per il Kansas e per le persone che vivono qui".