大腸埃希氏菌（E. coli），俗稱大腸桿菌，在1885年的首次發(fā)現(xiàn)之后一直被認為是正常腸道菌群中非致病菌中的一員。直到20世紀中葉，大腸桿菌在人和動物體內(nèi)的病原性才為人所知，原來它就是導致諸多嚴重腹瀉和敗血癥病例的罪魁禍首。

　　這種致命的細菌通常以潛伏在食物和飲用水中的方式傳播到人群中，老人和幼童尤其面臨被感染的風險。2011年春季，發(fā)生在德國的一場大腸桿菌爆發(fā)就導致數(shù)千人患病50余人死亡，足以證明其危害非同小可。

　　日前，科學家們?nèi)�新研制出了一種可以快速有效的檢測大腸桿菌存在與否的傳感器，成功將漫長的探測周期縮短到15-20分鐘，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的實驗測試方法。

　　來自加拿大魁北克大學(Universityof Quebec)光子學研究中心（Photonics Research Centre）的研究團隊在Wojtek J. Bock 教授的帶領下與印度理工學院（IndianInstitute of Technology）合作研制出了這款新型的傳感器，它能夠在較寬的溫域下快速高效的檢測出大腸桿菌的存在與否。參與此項研究的科學家們在《光學快報》（Optics Letters）中詳細描述了該傳感器的設計與制造。

　　“現(xiàn)行的測菌手段大多都基于樣本的擴增，利用這一方法檢測細菌生長所需的時間快則數(shù)小時慢則數(shù)日。因此，我們非常期待更快、更準確的檢測方法來代替現(xiàn)今的技術(shù)，”印度理工學院的物理學家Saurabh Mani Tripathi 解釋說。只有更快的監(jiān)測機制才能使更加及時的患者診療以及更加簡單便捷的環(huán)境監(jiān)測成為可能。

　　新型傳感器主要利用了噬菌體（Bacteriophages），一種能自動抓住并殺死細菌的病毒。這些噬菌體被固定在光學纖維的表面，目的在于捕獲樣品中的大腸桿菌并使其同樣附著在光纖上。

　　倘若這時一束光照向該表面，大腸桿菌的存在會導致光子波長的變化，樣本細菌污染的報警信號就這樣被制造出來了。

　　光纖測菌在技術(shù)上的最大挑戰(zhàn)在于溫度的變化會影響材料的光學性質(zhì)。正因如此，光學傳感器一般都要在特定的溫度下工作，過熱或過冷的樣本都會導致讀數(shù)不準。Tripathi團隊的設計卻成功攻克了這一難題，其秘訣在于額外添加可以抵消溫度變化影響的光學組件。

　　在20攝氏度或68華氏度的溫域內(nèi)，例如從室溫到40攝氏度或104華氏度的溫度變化，他們所設計的傳感器都可以正常運行。良好的溫度不敏感性（TemperatureInsensitivity）為其創(chuàng)造了更加廣泛的室外應用，其中包括蓄水池和水庫的現(xiàn)場監(jiān)測。

　　Tripathi也提到說，食品工業(yè)以及病理實驗室等也將是這一新型傳感器的潛在大客戶。進一步完善過后，該設備也將可以利用不同的噬菌體來監(jiān)測其它種類的細菌。

　　此項目的科研團隊當前正在與加拿大的國際安全保護股份有限公司（Security and Protection International, Inc.）在產(chǎn)品商業(yè)化方面進行合作。Bock表示，現(xiàn)階段還很難為他們設計的儀器定價，不過該團隊希望能夠為市場提供便攜高效、價格不超過幾千美元的產(chǎn)品。

　　“病理細菌感染是導致死亡最主要的原因之一，因此只有“早發(fā)現(xiàn)”“早治療”才能幫助大家遠離其危害，”Tripathi先生指出。“我們的傳感器可以快速、準確的檢測出來自不同環(huán)境的水樣本中是否存在大腸桿菌，這的確是令人振奮的進步！”

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