La detección de cascadas iónicas activadas por fagos ( SEPTIC ) [1] [2] es un método rápido de identificación de bacterias basado en la detección mejorada por fluctuación en un medio fluido. Las ventajas de SEPTIC son la especificidad y la velocidad (necesita solo unos minutos) que ofrecen las características de la infección por fagos, la sensibilidad debida a la detección mejorada por fluctuaciones y la durabilidad que se origina en la robustez de los fagos. Un dispositivo SEPTIC idealista puede ser tan pequeño como un bolígrafo y tal vez capaz de identificar una biblioteca de diferentes bacterias dentro de una ventana de medición de unos pocos minutos.
SEPTIC utiliza bacteriófagos como indicadores para desencadenar una respuesta iónica de la bacteria durante la infección por fagos. [3] [4] [5] Los electrodos metálicos microscópicos detectan las fluctuaciones aleatorias del potencial electroquímico debido a las fluctuaciones estocásticas del gradiente de concentración iónica causada por la infección de bacterias por fagos. El par de electrodos en el electrolito con diferentes concentraciones de iones locales en la vecindad de los electrodos forman una celda electroquímica que produce un voltaje que depende de la relación instantánea de las concentraciones locales. [6]Mientras las concentraciones fluctúan, aparecerá una diferencia de voltaje aleatoria alterna entre los electrodos. Según los estudios experimentales, siempre que haya una infección por fagos en curso, el espectro de densidad de potencia del ruido electrónico medido tendrá un espectro de ruido de 1/ f 2 mientras que, sin infección por fagos, es un espectro de ruido de 1/f . Para tener una alta sensibilidad, un campo eléctrico de CC atrae las bacterias infectadas (que se cargan debido al desequilibrio iónico) hacia el electrodo con la polarización correspondiente. [5]
Las ventajas de SEPTIC son la especificidad y la velocidad (necesita solo unos minutos) que ofrecen las características de la infección por fagos, la sensibilidad debida a la detección mejorada por fluctuaciones y la durabilidad que se origina en la robustez de los fagos. Un dispositivo SEPTIC idealista puede ser tan pequeño como un bolígrafo y tal vez capaz de identificar una biblioteca de diferentes bacterias dentro de una ventana de medición de unos pocos minutos.
El concepto SEPTIC fue concebido por primera vez por Laszlo B. Kish y Maria Dobozi-King [2] en 2004, y desarrollado y demostrado en el departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad Texas A&M en colaboración con Mosong Cheng, Ry Young, Sergey M. Bezrukov (NIH) y Bob Biard. [7] Un nuevo esquema relacionado, BIPIF, [6] que recientemente fue concebido y analizado por Laszlo B. Kish y Gabor Schmera (SPAWAR, Marina de los Estados Unidos ) utiliza las fluctuaciones de impedancia de CA en arreglos relacionados, y promete una mayor sensibilidad y menor dependencia de los electrodos.