Publikationer från Malmö universitet
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Portable Prussian Blue-Based Sensor for Bacterial Detection in Urine
Malmö universitet, Fakulteten för hälsa och samhälle (HS), Institutionen för biomedicinsk vetenskap (BMV). Aptusens AB, S-29394 Kyrkhult, Sweden..
Malmö universitet, Fakulteten för hälsa och samhälle (HS), Institutionen för biomedicinsk vetenskap (BMV). Malmö universitet, Biofilms Research Center for Biointerfaces.
Malmö universitet, Fakulteten för hälsa och samhälle (HS), Institutionen för biomedicinsk vetenskap (BMV). Malmö universitet, Biofilms Research Center for Biointerfaces.
Malmö universitet, Biofilms Research Center for Biointerfaces. Malmö universitet, Fakulteten för hälsa och samhälle (HS), Institutionen för biomedicinsk vetenskap (BMV).ORCID-id: 0000-0001-6937-3057
Visa övriga samt affilieringar
2023 (Engelska)Ingår i: Sensors, E-ISSN 1424-8220, Vol. 23, nr 1, artikel-id 388Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Bacterial infections can affect the skin, lungs, blood, and brain, and are among the leading causes of mortality globally. Early infection detection is critical in diagnosis and treatment but is a time- and work-consuming process taking several days, creating a hitherto unmet need to develop simple, rapid, and accurate methods for bacterial detection at the point of care. The most frequent type of bacterial infection is infection of the urinary tract. Here, we present a wireless-enabled, portable, potentiometric sensor for E. coli. E. coli was chosen as a model bacterium since it is the most common cause of urinary tract infections. The sensing principle is based on reduction of Prussian blue by the metabolic activity of the bacteria, detected by monitoring the potential of the sensor, transferring the sensor signal via Bluetooth, and recording the output on a laptop or a mobile phone. In sensing of bacteria in an artificial urine medium, E. coli was detected in similar to 4 h (237 +/- 19 min; n = 4) and in less than 0.5 h (21 +/- 7 min, n = 3) using initial E. coli concentrations of similar to 10(3) and 10(5) cells mL(-1), respectively, which is under or on the limit for classification of a urinary tract infection. Detection of E. coli was also demonstrated in authentic urine samples with bacteria concentration as low as 10(4) cells mL(-1), with a similar response recorded between urine samples collected from different volunteers as well as from morning and afternoon urine samples.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
MDPI, 2023. Vol. 23, nr 1, artikel-id 388
Nyckelord [en]
portable sensing, bacterial detection, Prussian blue, urine analysis
Nationell ämneskategori
Analytisk kemi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:mau:diva-58385DOI: 10.3390/s23010388ISI: 000908806900001PubMedID: 36616986Scopus ID: 2-s2.0-85145976536OAI: oai:DiVA.org:mau-58385DiVA, id: diva2:1739776
Tillgänglig från: 2023-02-27 Skapad: 2023-02-27 Senast uppdaterad: 2024-02-05Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Electrochemical (bio-)sensors operating in human physiological fluids
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Electrochemical (bio-)sensors operating in human physiological fluids
2023 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

This thesis is focused on developing electrochemical (bio-)sensors specifically designed to detect biomolecules and bacteria in human physiological fluids. A more comprehensive understanding of their performance can be obtained by exposing the sensors to real human physiological fluids. Thus, four biosensors were designed and tested in saliva, plasma, blood, and urine. Specifically, a voltammetric electronic tongue, integrating six different electrode materials, was developed to qualitatively assess SARS-CoV-2 in saliva samples using principal component analysis. A tubular enzyme-based sensor utilizing incorporated cellobiose dehydrogenase in an Os(bpy)PVI redox polymer was employed for continuous glucose sensing in human plasma and undiluted whole blood under homeostatic conditions. Two different sensing concepts were developed for the label-free detection of bacteria (Escherichia coli, Enterococcus faecalis, and Klebsiella pneumoniae) in artificial urine and human urine based on metabolic activity due to bacterial growth. The first sensor enabled continuous bacterial detection by reducing Prussian Blue deposited on screen-printed electrodes with wireless data transfer. The second bacterial-sensitive sensor utilized electrochemical characterization to identify three bacteria types based on artificial urine metabolic changes. For a qualitative investigation of the metabolic changes, nuclear magnetic resonance was utilized, and flow cytometry was used to quantify and correlate bacterial growth with electrochemistry. Multivariate statistical data analysis was applied to distinguish bacteria-free and bacteria-infected artificial urine. Finally, an overview of the recent advances in the field of non-invasive electrochemical biosensors operating in secreted human physiological fluids, viz., tears, sweat, saliva, and urine, was give

Abstract [sv]

Denna avhandling är inriktad på utveckling av elektrokemiska (bio-)sensorer som är särskilt utformade för detektering av biomolekyler och bakterier i mänskliga fysiologiska vätskor. Genom att undersöka sensorerna i verkliga mänskliga fysiologiska vätskor, kan man få en mer omfattande förståelse för deras prestanda. Fyra olika biosensorer har utformats och testats i saliv, plasma, blod och urin. En voltammetrisk elektronisk tunga, som integrerar sex olika elektrodmaterial, utvecklades för kvalitativ bedömning av SARS-CoV-2 i salivprover med hjälp av principalkomponentanalys. En rörformad enzymbaserad sensor som använder inkorporerat Cellobiose Dehydrogenase i en Os(bpy)PVI redoxpolymer användes för kontinuerlig glukosmätning i humant plasma och outspätt helblod under homeostatiska förhållanden. Dessutom utvecklades två olika sensorkoncept för märkningsfri detektion av bakterier (Escherichia coli, Enterococcus faecalis och Klebsiella pneumoniae) i artificiell urin och humanurin baserat på metabolisk aktivitet till följd av bakterietillväxt. Den första sensorn möjliggjorde kontinuerlig bakteriedetektion genom reduktion av preussiskt blått elektroder med trådlös dataöverföring. Den andra bakteriekänsliga sensorn använde elektrokemisk karakterisering för att identifiera tre typer av bakterier baserat på metaboliska förändringar i artificiell urin. För en kvalitativ undersökning av de metaboliska förändringarna användes dessutom nukleär magnetisk resonans och flödescytometri för att kvantifiera och korrelera bakterietillväxt med elektrokemi. Multivariat statistisk dataanalys användes för att skilja mellan bakteriefri och bakterieinfekterad (artificiell) urin. Slutligen gavs en översikt över de senaste framstegen inom området för icke-invasiva elektrokemiska biosensorer som arbetar i utsöndrade mänskliga fysiologiska vätskor, dvs. tårar, svett, saliv och urin.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Malmö: Malmö university Press, 2023. s. 74
Serie
Malmö University Health and Society Dissertations, ISSN 1653-5383 ; 2023:3
Nyckelord
biosensor, bacteria, enzyme, sensor, physiological fluid
Nationell ämneskategori
Naturvetenskap
Identifikatorer
urn:nbn:se:mau:diva-63045 (URN)10.24834/isbn.9789178773992 (DOI)978-91-7877-398-5 (ISBN)978-91-7877-399-2 (ISBN)
Disputation
2023-09-22, Aulan, Jan Waldenströms gata 25, 14:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Anmärkning

Paper V in dissertation as Manuscript with title "Electrochemical characterization of bacteria-infected artificial urine using an electronic tongue approach"

Tillgänglig från: 2023-10-10 Skapad: 2023-10-09 Senast uppdaterad: 2023-10-13Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(1773 kB)109 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 1773 kBChecksumma SHA-512
d9bdda8a8b19553670ca1c2e16e9ec9e1ba93d4b641d2631082ae99efc606135c497f3b7401c129bdcdd1d67b0cf40b097c674de0c0c57395bc7002426838b9e
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMedScopus

Person

Psotta, CarolinChaturvedi, VivekGonzalez-Martinez, Juan FSotres, JavierFalk, Magnus

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Psotta, CarolinChaturvedi, VivekGonzalez-Martinez, Juan FSotres, JavierFalk, Magnus
Av organisationen
Institutionen för biomedicinsk vetenskap (BMV)Biofilms Research Center for Biointerfaces
I samma tidskrift
Sensors
Analytisk kemi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 110 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 178 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf