ファージ誘発イオンカスケードの検知
ファージ誘発イオンカスケード（SEPTIC）[ 1 ] [ 2 ]は、液体培地中の揺らぎ増強センシング に基づく迅速な細菌同定法です。SEPTICの利点は、ファージ感染の特性によってもたらされる特異性と迅速性（数分で完了）、揺らぎ増強センシングによる高感度、そしてファージの堅牢性に起因する耐久性です。理想的なSEPTICデバイスはペンほどの大きさで、数分の測定時間内に様々な細菌のライブラリを同定できる可能性があります。
メカニズム
SEPTICは、ファージ感染中に細菌によるイオン反応を誘発するための指標としてバクテリオファージを利用します。 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]微細金属電極が、細菌のファージ感染によって引き起こされるイオン濃度勾配の確率的変動による電気化学ポテンシャルのランダム変動を検出します。電極近傍の局所イオン濃度が異なる電解質内の電極ペアは、局所濃度の瞬間比に応じて電圧を生成する電気化学セルを形成します。 [ 6 ]濃度が変動している間、電極間に交互のランダムな電圧差が発生します。実験的研究によると、進行中のファージ感染がある場合は常に、測定された電子ノイズの電力密度スペクトルは1/ f 2ノイズスペクトルを持ちますが、ファージ感染がない場合には1/f ノイズスペクトルになります。高感度を得るために、DC電界が、イオンの不均衡により帯電している感染細菌を関連する分極で電極に引き付けます。[ 5 ]
利点
SEPTICの利点は、ファージ感染の特性によってもたらされる特異性と迅速性（数分で完了）、変動増幅センシングによる感度、そしてファージの堅牢性に起因する耐久性です。理想的なSEPTICデバイスはペンほどの大きさで、数分間の測定時間内に様々な細菌のライブラリを識別できる可能性があります。
歴史
SEPTICの概念は、2004年にLaszlo B. KishとMaria Dobozi-King [ 2 ]によって初めて考案され、テキサスA&M大学の電気・コンピュータ工学部でMosong Cheng、Ry Young、 Sergey M. Bezrukov（NIH）、Bob Biardと共同で開発され、実証されました。 [ 7 ] Laszlo B. KishとGabor Schmera（SPAWAR、米国海軍）によって最近考案され分析された新しい関連方式であるBIPIF [ 6 ]は、関連する配置でのACインピーダンス変動を利用し、より高い感度と電極への依存度の低減を約束します。
参考文献
- ^ 「 PATENTSCOPEにおける SEPTIC 特許の説明」。
- ^ a b 「エコノミスト誌のSEPTIC特集記事」 2005年4月14日。
- ^ 「M. Dobozi-King、S. Seo、JU Kim、R. Young、M. Cheng、LB Kish、「細菌の迅速な検出と識別：ファージトリガーイオンカスケード（SEPTIC）のセンシング」、Journal of Biological Physics and Chemistry 5（2005）3–7」（PDF）。
- ^ 「LB Kish、M. Cheng、JU Kim、S. Seo、MD King、R. Young、A. Der、G. Schmera、「ファージ侵入に基づく細菌同定の検出限界の推定」、Fluctuation and Noise Letters 5 (2005) L105-L108」（PDF）。
- ^ a b「JR Biard、LB Kish、「DC電流を介してファージに感染した細菌を濃縮することによりSEPTIC細菌検知法の感度を高める」、Fluctuation and Noise Letters 5 (2005) L153-L158」（PDF）。
- ^ a b Gabor Schmera; Kish (2010). 「G. Schmera, LB Kish, 「ファージ誘起インピーダンス変動分析（BIPIF）による細菌同定」、米海軍特許出願中；公開予定」arXiv : 1004.0147 [ physics.ins-det ].
- ^ 「Nanotechwire で SEPTIC が特集」。
外部リンク
