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Multiplexed detection and differentiation of bacterial enzymes and bacteria by color-encoded sensor hydrogels

Bioactive Materials 2021年第12期6卷 4286-4300页

作者： Zhiyuan Jia Mareike Müller tony le gall Martijn Riool Max Müller Sebastian A.J.Zaat Tristan Montier Holger Schönherr Physical Chemistry I&Research Center of Micro and Nanochemistry and Engineering(Cμ) Department of Chemistry and BiologyUniversity of SiegenAdolf-Reichwein-Straße 257076SiegenGermany Univ Brest INSERMEFSUMR 1078 GGFBF-29200BrestFrance Department of Medical Microbiology and Infection Prevention Amsterdam institute for Infection and ImmunityAmsterdam UMCUniversity of AmsterdamMeibergdreef 91105AZAmsterdamthe Netherlands CHRU de Brest Service degenetique medicale et de biologie de la reproductionCentre de Réference des Maladies Rares《Maladies neuromusculaires》F-29200BrestFrance

We report on the fabrication and characterization of color-encoded chitosan hydrogels for the rapid,sensitive and specific detection of bacterial enzymes as well as the selective detection of a set of tested bacteria through characteristic enzyme *** patterned sensor hydrogels are functionalized with three different colorimetric enzyme substrates affording the multiplexed detection and differentiation ofα-glucosidase,β-galactosidase andβ-*** limits of detection of the hydrogels for an observation time of 60 min using a conventional microplate reader correspond to concentrations of 0.2,3.4 and 4.5 nM of these enzymes,*** on their different enzyme expression patterns,Staphylococcus aureus strain RN4220,methicillin-resistant ***(MRSA)strain N315,both producingα-glucosidase,but notβ-glucuronidase andβ-galactosidase,Escherichia coli strain DH5α,producingβ-glucuronidase andα-glucosidase,but notβ-galactosidase,and the enterohemorrhagic ***(EHEC)strain E32511,producingβ-galactosidase,but none of the other two enzymes,can be reliably and rapidly distinguished from each *** results confirm the applicability of enzyme sensing hydrogels for the detection and discrimination of specific enzymes to facilitate differentiation of bacterial *** hydrogels thus possess the potential to be further refined as detection units of a multiplexed format to identify certain bacteria for future application in point-of-care microbiological diagnostics in food safety and medical settings.

关键词： Multiplexed biosensors Bacteria detection Bacterial enzyme Reporter hydrogels Colorimetric substrates

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