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Dip Sticks Embedding Molecular Beacon-Functionalized Core–Mesoporous Shell Particles for the Rapid On-Site Detection of Microbiological Fuel Contamination
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-12-23 , DOI: 10.1021/acssensors.0c01178 Estela Climent 1 , Raúl Gotor 1 , Charlie Tobias 1 , Jérémy Bell 1 , Pedro M. Martin-Sanchez 2, 3 , Knut Rurack 1
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-12-23 , DOI: 10.1021/acssensors.0c01178 Estela Climent 1 , Raúl Gotor 1 , Charlie Tobias 1 , Jérémy Bell 1 , Pedro M. Martin-Sanchez 2, 3 , Knut Rurack 1
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Microbial contamination of fuels by fungi and bacteria presents risks of corrosion and fuel system fouling. In this work, a rapid test for the determination of microbial genomic DNA from aqueous fuel extracts is presented. It combines test strips coated with polystyrene core/mesoporous silica shell particles, to the surface of which modified fluorescent molecular beacons are covalently grafted, with a smartphone detection system. In the hairpin loop, the beacons incorporate a target sequence highly conserved in all bacteria, corresponding to a fragment of the 16S ribosomal RNA gene, which is also present to a significant extent in the 18S rRNA gene of fungi, allowing for broadband microbial detection. In the developed assay, the presence of genomic DNA extracts from bacteria and fungi down to ca. 20–50 μg L–1 induced a distinct fluorescence response. The optical read-out was adapted for on-site monitoring by combining a 3D-printed case with a conventional smartphone, taking advantage of the sensitivity of contemporary complementary metal oxide semiconductor (CMOS) detectors. Such an embedded assembly allowed to detect microbial genomic DNA in aqueous extracts down to ca. 0.2–0.7 mg L–1 and presents an important step toward the on-site uncovering of fuel contamination in a rapid and simple fashion.
中文翻译：
浸入式分子棒可嵌入分子信标功能化的核-中孔壳颗粒，可快速现场检测微生物燃料污染
真菌和细菌对燃料的微生物污染存在腐蚀和燃料系统结垢的风险。在这项工作中，提出了一种从含水燃料提取物中测定微生物基因组DNA的快速测试方法。它结合了涂有聚苯乙烯核/介孔二氧化硅壳颗粒的试纸和智能手机检测系统，在其表面上共价接枝了修饰的荧光分子信标。在发夹环中，信标掺入了在所有细菌中高度保守的靶序列，该序列对应于16S核糖体RNA基因的片段，该片段也大量存在于真菌的18S rRNA基因中，从而可以进行宽带微生物检测。在开发的检测方法中，细菌和真菌的基因组DNA提取物的存在一直到大约10年。20–50μgL –1引起明显的荧光反应。通过将3D打印的外壳与传统的智能手机结合起来，利用现代互补金属氧化物半导体（CMOS）检测器的灵敏度，将光学读数适合于现场监控。这样的嵌入式组件允许检测含水提取物中的微生物基因组DNA，直至大约。0.2–0.7 mg L –1，是朝着现场快速而简单地发现燃油污染物迈出的重要一步。
更新日期：2021-01-22
中文翻译：
浸入式分子棒可嵌入分子信标功能化的核-中孔壳颗粒，可快速现场检测微生物燃料污染
真菌和细菌对燃料的微生物污染存在腐蚀和燃料系统结垢的风险。在这项工作中，提出了一种从含水燃料提取物中测定微生物基因组DNA的快速测试方法。它结合了涂有聚苯乙烯核/介孔二氧化硅壳颗粒的试纸和智能手机检测系统，在其表面上共价接枝了修饰的荧光分子信标。在发夹环中，信标掺入了在所有细菌中高度保守的靶序列，该序列对应于16S核糖体RNA基因的片段，该片段也大量存在于真菌的18S rRNA基因中，从而可以进行宽带微生物检测。在开发的检测方法中，细菌和真菌的基因组DNA提取物的存在一直到大约10年。20–50μgL –1引起明显的荧光反应。通过将3D打印的外壳与传统的智能手机结合起来，利用现代互补金属氧化物半导体（CMOS）检测器的灵敏度，将光学读数适合于现场监控。这样的嵌入式组件允许检测含水提取物中的微生物基因组DNA，直至大约。0.2–0.7 mg L –1，是朝着现场快速而简单地发现燃油污染物迈出的重要一步。
京公网安备 11010802027423号