Çin’in Qingdao Üniversitesi’nden bilim insanları, su örneklerindeki bakterileri tespit edip yok edebilen, kendi kendine çalışan bir biyosensör geliştirdi. Malzeme bilimi ve kimya mühendisliği alanlarında çalışan küçük bir ekip tarafından geliştirilen bu yenilikçi cihaz, Advanced Functional Materials dergisinde yayımlandı.
Dünya nüfusunun hızla artması, güvenli ve temiz içme suyuna erişimi her zamankinden daha önemli hale getiriyor. Özellikle gelişmiş su arıtma sistemlerinden yoksun bölgelerde güvenli içme suyu sağlamak, küresel bir sorun olarak öne çıkıyor. Çinli bilim insanlarının geliştirdiği bu biyosensör, özellikle su arıtma altyapısının zayıf olduğu bölgelerde, güvenli içme suyu elde edilmesine önemli katkı sunabilir.
HEM TESPİT EDİYOR HEM TEMİZLİYOR
Canlı organizmalar veya dokular kullanılarak üretilen biyosensörler, su örneklerinde bakteri tespiti gibi uygulamalarda, geleneksel test yöntemlerinden hem daha hızlı hem de daha ekonomik çözümler vadediyor. Ancak biyosensörlerin dayanıksız olması ve kısa sürede bozulması, bu teknolojinin önündeki en büyük engellerden biri olarak karşımıza çıkıyor.
Qingdao Üniversitesi’nden araştırmacılar, bu sorunu çözmek için biyosensörlerini üç farklı bileşenden oluşacak şekilde tasarladı. İlk bileşen, cihaza güç sağlayan enzim bazlı bir yakıt hücresi oldu. Sensör bir su örneğine yerleştirildiğinde, enzimler kimyasal reaksiyonlar yoluyla elektrik üretiyor. Yakıt hücresinin kararlılığını artırmak amacıyla, bu enzimler içi boş bir metal-organik çerçeveye yerleştirildi.
İkinci bileşen ise, E. coli bakterilerini tanıyacak şekilde tasarlanan aptamer adı verilen DNA ipliklerinden oluşuyor. Aptamerler, bakterilerin dış yüzeyine bağlanarak varlıklarını tespit edebiliyor.
Üçüncü bileşen ise bakterileri yok eden mekanizma oldu. Bu aşamada, aptamerlerle etkileşime giren gümüş nanopartiküller devreye girdi. Gümüş nanopartiküller oksitlendiğinde, bakterileri öldüren hidrojen peroksit üretiliyor.
YÜKSEK BAŞARI ORANI
Laboratuvar testlerinde, biyosensör çok düşük konsantrasyonlardaki E. coli’yi başarıyla tespit etti. Bununla da kalmayıp, yalnızca birkaç saat içinde su örneğindeki bakterilerin %99,9’unu yok etmeyi başardı. Ayrıca sensör, farklı bakteri türleri arasında ayrım yapabildi ve başka mikroplara karşı da uyarlanabileceğini gösterdi.
Cihaz, deniz suyu örnekleri üzerinde de test edildi. Bu testlerde yüzde 91,06 ile yüzde 101,9 arasında geri kazanım oranları elde edildi. Üstelik biyosensör, beş kullanım döngüsünün ardından bile sorunsuz çalışmaya devam etti.
