滑铁卢大学研究团队开发出一款手持式检测设备,能够快速识别水中的大肠杆菌污染。该装置采用微波传感技术,单次检测成本约为70美元,可显著提升水质监测效率。这项研究成果已发表于《生物传感器和生物电子学》期刊。
该检测设备核心部件包括一枚硬币大小的镀金传感器和智能手机尺寸的电路板,内置矢量网络分析仪。传感器表面涂覆特异性抗体,当接触含大肠杆菌的水样时,抗体与细菌结合引发微波共振频率变化。系统通过分析频率偏移程度,实时判定细菌浓度。
项目负责人、滑铁卢大学机械与机电工程系Carolyn Ren教授表示:"实验证实该装置兼具特异性与灵敏性,能准确区分大肠杆菌与其他菌种。我们相信这项技术能对公共健康产生积极影响。"当前常规检测需将样本送至中心实验室,过程耗时数天,而新设备可实现现场即时检测。
该技术最初于全球大流行期间为新冠病毒检测开发,经改进后应用于水质监测。在储水箱水样测试中,设备仅需数滴样本即可完成分析。研究人员表示该技术具备扩展潜力,可适应国际标准要求的大样本检测。
这种手持式检测设备特别适合在水处理厂和家庭环境中进行常规水质筛查。在实验室资源有限的地区,该技术能有效弥补传统检测方式的不足。撒哈拉以南非洲地区的调查显示,71%的家庭用水样本存在细菌污染问题。
Ren教授补充道:"水资源监管标准严格,新技术推广需要过程。我们希望这项研究能推动科研机构与私营部门的合作,促进技术普及。"研究团队正致力于进一步提升设备检测精度,拓展其在环境监测领域的应用范围。
更多信息: Weijia Cui 等人,一种用于快速、免试剂检测水样中大肠杆菌的功能化微波生物传感器,《生物传感器与生物电子学》(2025)。期刊信息: 生物传感器和生物电子学












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