A modular multi electrode array system for electrogenic cell characterisation and cardiotoxicity applications

Multi electrode array (MEA) systems have evolved from custom-made experimental tools, exploited for neural research, into commercially available systems that are used throughout non-invasive electrophysiological study. MEA systems are used in conjunction with cells and tissues from a number of differing organisms (e.g. mice, monkeys, chickens, plants). The development of MEA systems has been incremental over the past 30 years due to constantly changing specific bioscientific requirements in research. As the application of MEA systems continues to diversify contemporary commercial systems are requiring increased levels of sophistication and greater throughput capabilities. [Continues.

Portable lab-on-chip platform for bovine mastitis diagnosis in raw milk

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica , apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015As medidas de prevenção e controlo da mastite bovina consistem em boas práticas de gestão aliadas à administração de antibióticos. Os conceitos actuais para uma utilização prudente de antibióticos e preocupações a nível de saúde pública têm vindo a reforçar a necessidade de um diagnóstico adequado e atempado. Geralmente, a mastite é detectada com base em sinais clínicos evidentes de condições anormais do leite e / ou do úbere das vacas ou por testes que indicam uma reacção inflamatória. O teste Califórnia Mastite, consiste na contagem de células somáticas e kits relativamente baratos de bio marcadores estão disponíveis para o efeito, mas estes apenas fornecem informações sobre a presença / ausência de inflamação. Nos últimos anos, a tecnologia de Lab-on-Chip teve grandes desenvolvimentos, apresentando inúmeras vantagens relativamente aos métodos tradicionais de detecção de biomoléculas: maior sensibilidade, uma resposta mais rápida, recurso a pequenas quantidades de reagentes, redução do tamanho dos dispositivos, fácil utilização e custos acessíveis. Com o crescente interesse da medicina, indústria farmacêutica, biotecnologia e controlo ambiental, a tendência será deslocar os laboratórios para mais próximo dos clientes, através desta tecnologia também designada Point-of-Care (POC). Paralelamente, a integração da tecnologia biológica em aplicações de engenharia alimentar tem tido particular interesse na última década. A identificação precoce dos agentes patogénicos causadores da mastite bovina tem uma grande importância para a implementação de medidas de controlo adequadas, reduzindo o risco de infecções crónicas e permitindo orientar a terapêutica antimicrobiana a ser prescrita. A rápida identificação dos agentes patogénicos, como Staphylococcus spp. e Streptococcus spp. e, entre estes, a discriminação entre os principais agentes contagiosos Staphylococcus aureus e Streptococcus agalactiae, irá contribuir para um decréscimo dos danos económicos e de saúde pública consequentes da mastite bovina. Apesar dos sistemas de citometria convencional fornecerem resultados rápidos e fiáveis, estes continuam a ser volumosos, o que dificulta a sua portabilidade, além de apresentarem custos relativamente elevados e serem de utilização complexa. Por seu lado, os sensores magnetoresistivos são micro fabricados, podem ser integrados em canais microfluídicos e conseguem detectar células marcadas magneticamente. Os sensores magnetoresistivos utilizados neste trabalho são designados por Spin-Valve, sendo constituídos por uma camada de metal não magnético entre duas camadas de metais magnéticos. Uma das camadas magnéticas apresenta uma magnetização fixa, devido a uma camada antiferromagnética adjacente que lhe fixa a magnetização, enquanto a magnetização da outra camada se encontra livre para rodar. Esta dissertação pretende desenvolver uma plataforma portátil que integra um magnete permanente como fonte de magnetização, vinte e oito sensores magnetoresistivos e microfluídica, tornando possível a detecção e quantificação, de forma dinâmica e em tempo real, de partículas magnéticas e células marcadas magneticamente, utilizando vários sensores. Para tal, utilizou-se como ponto de partida um protótipo já existente no INESC-MN, que embora funcional, apresentava limitações na integração do biochip com a fonte de magnetização das nanopartículas, neste caso um magnete permanente. Como as Spin-Valves são apenas sensíveis a uma direcção no plano, se bem alinhadas na zona de homogeneidade dos campos perpendiculares criados pelo magnete, este não afecta a sensibilidade dos sensores. No entanto, uma pequena inclinação do magnete pode criar componentes de campo magnético no plano do sensor e, por conseguinte, afectar a sua sensibilidade. O magnete utilizado neste trabalho tem dimensões 20x20x3mm3 e um campo magnético residual de 1.2-1.3T. O sistema de microfluídica é composto por quatro canais lineares e individuais com 50 μm de altura, 100 μm de largura e 1 cm de comprimento, alinhados com cada conjunto de sensores. O chip e os microcanais são montados face-a-face e selados através de um processo químico, sendo depois montados e soldados num circuito impresso. Neste caso particular, o biossensor é desenhado para ser capaz de detectar e quantificar pequenas variações de campo magnético causadas pela presença de marcadores superparamagnéticos que são funcionalizados com anticorpos para proteínas de parede celular específicas que estão presentes na superfície das células de interesse. As partículas superparamagnéticas são muito utilizadas neste tipo de aplicações pelo facto de, na ausência de campo magnético externo, apresentarem magnetização nula – estão num estado superparamagnético. Quando um campo magnético externo é aplicado, provoca a magnetização destas partículas conduzindo-as a um estado paramagnético. Uma partícula magnetizada verticalmente, ao fluir no microcanal, gera um campo variável sobre o sensor. Como resultado, um pico bipolar é a assinatura da passagem de uma partícula perpendicularmente magnetizada sobre o sensor. De forma a conseguir obter uma plataforma com as características identificadas acima, foram combinados vários componentes numa única plataforma, através de um processo faseado que incluiu: i) A microfabricação de sensores magnetoresistivos, através de técnicas de fotolitografia, etching e lift-off; ii) A fabricação de um sistema de microfluidica em PDMS; iii) A integração do chip com os microcanais de PDMS através de um processo de ligação químico; iv) desenvolver um estudo sobre os efeitos de campos magnéticos externos sobre os sensores magnetoresistivos devido à presença de magnetes permanentes; v) O desenvolvimento de um módulo com um sensor de efeito de hall, que integrado numa plataforma de scanning permitisse quantificar os campos perpendiculares e longitudinais de magnetes; vi) a optimização do design do biochip de acordo com os dados obtidos; vii) O desenvolvimento de uma plataforma de suporte para a combinação do biochip com o magnete permanente; viii) A medição do momento magnético de um conjunto de partículas magnéticas com diferentes dimensões; ix) A validação experimental da eficiência do magnete permanente na magnetização de nanopartículas magnéticas, através de ensaios experimentais de detecção de nanopartículas de diferentes dimensões. x) O desenvolvimento de um programa de análise e contagem de eventos magnéticos utilizando o software Matlab®; xi) A avaliação experimental da detecção de células marcadas com partículas magnéticas. As medições experimentais foram realizadas utilizando uma plataforma electrónica desenvolvida pelo INESC-ID, há dois anos por um aluno de doutoramento, mostraram que a plataforma já optimizada permite a detecção de nanopartículas magnéticas e células marcadas magneticamente utilizando vários sensores magnetoresistivos, o que não era possível no protótipo anterior. Cinco tipos de partículas magnéticas, com dimensões entre os 2800 nm e os 50 nm, foram testadas nos vários canais. Foram observados picos correspondentes à passagem de partículas magnéticas em todas as amostras, excepto para as partículas com dimensões de 80 nm e 50 nm. Face a estes resultados conclui-se que, provavelmente: - Partículas de menores dimensões não apresentam tendência para formar aglomerados e, partículas individualizadas não têm momento magnético suficiente para serem detectadas; - Ou que a magnetização das partículas pelo magnete permanente é demasiado pequena para induzir um momento magnético significativo nas mesmas. Contudo, como neste caso é importante diminuir a probabilidade de ocorrência de falsos positivos, é relevante que partículas magnéticas que não estejam ligadas às moléculas de interesse não sejam detectadas pelo sensor. Deste modo, determinou-se que, para este sensor, as partículas de 80 nm ou 50 nm são as mais indicadas. Para validação da detecção de células foram realizadas experiências usando amostras de leite com Staphyloccocus spp. cedidas por uma colega do INESC-MN que está a desenvolver o seu trabalho de doutoramento em plataformas portáteis para análises ao leite. Estes testes com amostras biológicas foram realizados no INESC-MN, utilizando culturas de bactérias e protocolos de funcionalização e marcação magnética previamente desenvolvidos no Centro de Investigação Interdisciplinar em Sanidade Animal (CIISA). As células foram marcadas magneticamente com partículas de 50 nm funcionalizadas com o anticorpo monoclonal anti-Staphyloccocus spp. e introduzidas no biochip para os testes de aquisição. Nesta fase foram utilizadas amostras de 500 μL contendo 10000 ufc e 8 x 108 partículas magnéticas funcionalizadas. Foram detectados picos, o que indica a capacidade desta plataforma para a detecção magnética de células marcadas. Para além disso, com o programa de contagem foi possível quantificar o número de eventos magnéticos ocorridos, tendo sido detectados 6063, para um número de colónias de 10000. Os resultados obtidos são bastante promissores, no entanto são necessários ainda estudos futuros para que este citómetro possa quantificar com maior precisão. Nomeadamente, um dos objectivos seria a medição realizada por vários sensores em simultâneo, de forma a obterem-se resultados mais confiáveis e precisos. Para tal, optimizações ao nível da aquisição do sinal, mais propriamente ao nível da plataforma electrónica de aquisição serão necessárias para que seja possível a medição com sensores em paralelo.Over the past decade, the drawbacks of conventional flow cytometers have encouraged efforts in microfabrication technologies and advanced microfluidics systems. Biosensor technology has been in exponentially development as it presents huge advantages when in comparison to traditional detection methods of biomolecules, such as high sensitivity, rapid response and small amount of reagents. Unlike external fluorescent/optical detectors, magnetoresistive (MR) sensors are micro-fabricated, can be integrated within microfluidic channels and can detect magnetically labelled biomolecules. Bovine mastitis is an economic burden for dairy farmers and control measures to prevent mastitis are crucial for dairy company sustainability. The present work describes a platform for dynamic mastitis diagnosis through detection of magnetically labelled cells with a magnetoresistive based cell cytometer, where a permanent magnet is used as magnetic source. A study about the effects of the magnetic fields over the MR sensors was developed in order to be possible to design and engineer a platform integrating the permanent magnet with the chip in such a way that the magnetic fields did not affect the MR sensors behaviour. Overall, assays were performed involving magnetic nanoparticles (MNP) and cells labelled with MNP. These assays were performed with a platform mentioned above, containing a permanent magnet assembled with the chip which was integrated with an electronic platform from INESC-ID, allowing signal acquisition from magnetized nanoparticles. In a very preliminary stage, magnetic particles between 2800 nm and 50 nm were tested flowing through a 100 μm wide, 50 μm high microchannel, with speeds around 50 μL/min being detected. Bipolar and unipolar signals with average amplitude of 15 μV – ~250 μV were observed corresponding to magnetic events. A home-made program to count magnetic events was developed in Matlab®. In particular it is presented an example for the validation of the platform as a magnetic counter that identifies and quantifies Staphylococcus spp. cells magnetically labelled with 50nm particles in a milk sample. In assays using 500 μL of milk sample, cells were detected with signal amplitude of 30 μV – ~200 μV

AN ATOMIC LAYER DEPOSITION PASSIVATED SURFACE ACOUSTIC WAVE SENSOR FOR BACTERIAL BIOFILM GROWTH MONITORING

This thesis reports for the first time the design, fabrication, and testing of a reusable Surface Acoustic Wave (SAW) sensor for biofilm growth monitoring. Bacterial biofilms cause severe infections, and are often difficult to remove without an invasive surgery. Thus, their detection at an early stage is critical for effective treatments. A highly sensitive SAW sensor for biofilm growth monitoring was fabricated by depositing a high quality zinc oxide (ZnO) piezoelectric thin film by pulsed laser deposition (PLD). The sensor was successfully passivated by aluminum oxide (Al2O3) using Atomic Layer Deposition (ALD) to prevent ZnO damage from long term media contact. The sensor was reusable over multiple biofilm formation experiments using the ALD Al2O3 passivation and an oxygen plasma biofilm cleaning method. The SAW sensor was studied with Escherichia coli biofilm growth in Lysogeny Broth (LB) and in 10% Fetal Bovine Serum (FBS) as a simulated an in vivo environment. A multiple MHz level resonant frequency shift measured at the output of the SAW sensor in both LB and 10% FBS corresponded to the natural biofilm growth progression. These repeatable E. coli biofilm growth monitoring results validate the novel application of a SAW sensor for future implantable biofilm sensing applications

Development of an acousto-electric biochemical sensor (AEBS) for monitoring biological and chemical processes

Ph.D., Electrical Engineering -- Drexel University, 200

Single Cell analysis using AtomicForce Microscopy (AFM)

Replication of biological cells for the purpose of imaging and analysis under electron and scanning probe microscopy has facilitated the opportunity to study and examine some molecular processes and structures of living cells in a manner that were not possible before. The difficulties faced in direct cellular analysis when using and operating Atomic Force Microscopy (AFM) in situ for morphological studies of biological cells have led to the development of a novel method for biological cell studies based on nanoimprint lithography. The realization of the full potential of high resolution AFM imaging has revealed some very important biological events such as exocytosis and endocytosis. In this work, a soft lithography Bioimprint replication technique, which involved simple fabrication steps, was used to form a hard replica of the cell employing a newly developed biocompatible polymer that has fast curing time at room temperature essential for this process. The structure and topography of the rat muscle cell and the endometrial (Ishikawa) cancer cell were investigated in this study. Cells were cultured and incubated in accordance with standard biological culturing procedures and protocols approved by the Human Ethics Committee, University of Otago. An impression of the cell profile was created by applying a layer of the polymer onto the cells attached to a substrate and rapidly cured under UV-light. Fast UV radiation helps to lock cellular processes within seconds after exposure and replicas of the cancer cells exhibit ultra-cellular structures and features down to nanometer scale. Elimination of the AFM tip damping effects due to probing of the soft biological tissue allows imaging with unprecedented resolution. Highxx resolution AFM imagery provides the opportunity to examine the structure and topography of the cells closely so that any abnormalities can be identified. Craters that resemble granules and features down to 100 nm were observed. These represent steps on a transitional series of sequential structures that indicate either an endocytotic or exocytotic processes, which were evident on the replicas. These events, together with exocytosis, play a very significant part in the tumorigenesis of these cancer cells. By forming cell replica impressions, not only have they the potential to understand biological cell conditions, but may also benefit in synthesizing three dimensional (3-D) scaffolds for natural growth of biological cells and providing an improvement over standard cell growth conditions. Further examinations by observing the characteristic behaviour of the plasma membrane when the cells were induced by certain compound such as cobalt chloride (CoCl2) under control and stimulated conditions have brought in the opportunity to examine the effect of this stimulant in inducing apoptosis in many different kinds of cells. Numbers of pores formed on the cells membrane were found to increase significantly after the cells where induced with CoCl2 that correlated well with the level of vascular endothelial growth factor (VEGF) receptors expression, which contributed to tumour growth. This indicates CoCl2 has exaggerated the expression of the VEGF growth factor. Investigations were also done to the cells using functionalized nanoparticles as bio-markers to establish the connection between exocytosis with nanopores found on the membrane surfaces of the cells. These microbeads were found attached to sites surrounding the nucleus of the cell and higher numbers of visible beads would confirm that there was an up-regulation of the VEGF expression in cells induced by CoCl2. All these can contribute to expanding the knowledge about exocytosis and fundamental physiology of cells, and also assist in understanding diseases especially cancer

Arsenic Monitoring, Removal and Remediation

Arsenic Monitoring, Removal and Remediation discusses methods for determining arsenic levels in the environment and removing arsenic pollution. Chapters in the first section comment on the principal methods for arsenic determination in environmental samples with emphasis on sample pretreatment, extraction, separation, and method validation techniques for speciation analysis. Attention is paid to the electrochemical methods for arsenic quantification as an alternative to the commonly used techniques and to the potential of the differential alternative pulses voltammetry for arsenic determination in the presence of interferences. Chapters in the second section highlight the benefits of using adsorption for arsenic species removal and suggest remedial approaches against arsenic pollution, including bioremediation, along with traditional techniques

Koseido purasuchikku maikuro nano kozotai sakusei to kagaku seikagaku maikurochippu eno oyo

制度:新 ; 報告番号:甲3060号 ; 学位の種類:博士(工学) ; 授与年月日:2010/3/15 ; 早大学位記番号:新532

Fabrication of μ-pH Biosensor for Implantable Medical Devices and Applications in Detecting Post-Operative Complications

The monitoring of the pH milieu inside the body is critical to the functions associated with implantable medical devices. By monitoring the variation of pH in real-time inside the body, we are capable of identifying the body’s response to the implant, the probability of infection, calibrating sensors and monitoring complications such as internal bleeding or anastomotic leakage. In this work, a pH sensor is presented consisting of a working electrode, a counter electrode and reference Ag/AgCl fabricated to allow the signals to be collected and compared to a reference value. For the working electrode, we chose Polyaniline (PANI) as the sensing material. Upon exposure to different pH solutions, PANI (the active sensing material) acts as an ion-selective membrane, the concentration gradient of ions across the membrane generates a potential difference that can be measured. We first fabricate microscale interdigitated electrodes by photolithography, e-beam deposition, etching, and liftoff. Then we coated a conducting hydronium-sensitive layer of PANI or PU by electropolymerization onto the active electrode. Then we placed the second electrode into a solution of KCl to apply a thin layer of AgCl on the Ag electrode, creating the Ag/AgCl reference electrode. The potential for the polymerization to provide the most stable active layer and the Nernstian potential was optimized. Moreover, the porosity of the active layers has been modified to allow the highest concentration of hydronium ions to diffuse to the electrodes, maximizing the signal stability. This bio-compatible electrodeposited polymer layer also protects the electrode from cellular attacks and biofouling. The fabricated device was used to monitor changes in pH in biological fluids such as gastric juice, simulated blood, and peritoneal fluid. The device was capable of monitoring changes in pH with a Nernstian potential of 68mV/pH. In addition, the active layer demonstrated an active lifetime of five weeks where the electrodes were capable of collecting data continuously during the active period

Development of a phage-based biosensor to detect Salmonella in food stuff

Tese de doutoramento Programa Doutoral em Engenharia Química e BiológicaFood- and waterborne illnesses are a serious public health concern worldwide and have stimulated research aiming at a rapid and accurate detection of pathogens by applying biosensing technologies. Salmonella, Campylobacter and E. coli are some examples of pathogens that have an enormous impact on public health. Many publications have mentioned different type of biosensors for a broad range of bacteria. These methods may circumvent the limitations that conventional microbiological techniques have. Pathogens of interest need culture enrichment steps to reach the detection limit, a process that requires time, as well as laboratory technicians with expertise skills. Detection of pathogens at a very early stage is not as easy as it seems, due to the necessity to unite a set of characteristics that enable the development of an inexpensive and robust biosensor. The ideal biosensing system should be rapid and accurate and should combine specificity and sensitivity, leading to a marginal amount of false positive or negative results. As the biosensor is composed of two parts, a biological and a sensor element, the biorecognition element of choice plays a crucial role when creating the perfect biosensor. Bacteriophages (or simply phages) are viruses that specifically recognize bacteria and this characteristic can be used as a potential "key" to solve problems related with bacterial detection. Moreover, the easy and low cost production of these viruses combined with their stability in harsh environmental conditions make them excellent competitors with other biological elements (e.g. antibodies, enzymes). The use of phages as a therapeutic agent and as an interface in detection systems has gained special interest of the research community. In many laboratories, phage-based platforms have been developed; however only a few have broken the barrier and went to the market as a clinical diagnostic tool. Nowadays, the food sector still uses conventional methods to detect Salmonella in food stuff that, as mentioned before, take times and requires expert skills. Notwithstanding the great improvements in the detection area, biosensing systems still lack sensitivity and give erroneous results. Furthermore, problems related to the detection of bacteria in a viable but nonculturable (VBNC) state is one of the concerns that can give false negatives. VBNC bacteria are not able to grow on standard bacteriological media, but are metabolically active, albeit very low, maintaining the capacity to cause diseases and therefore remain a potential risk in several health facilities and the food industry. The use of standard microbiological methods to detect if the bacterium is dead or alive is no practicable, since the presence of VBNC state is not detectable. Therefore, novel technologies that can overcome this barrier are imperative. The prevalence of this problem and the necessity of finding a detection technology that can fulfill the Salmonella detection needs, led to the proposal of the present work that explores phages as an interface in a magnetoresistive and magnetoelastic biosensor. The work presented herein describes the characterization of a broad host range lytic phage. PVP-SE1, is able to discriminate between cell viability states, including the VBNC condition. This phage was combined with highly sensitive magnetoresistive sensors originating a powerful detection system with highstandard performance at the accuracy, specificity but also sensitivity level, detecting bacteria concentrations in the order of 100 cells/μL (3-4 cells/sensor). Another strategy followed, aiming at circumventing the limitations of using whole phages in a biosensing interface, was the utilization of recognition peptides of phage origin, responsible for the identification of the hosts. The proof-of-concept was demonstrated with a model phage selected from landscape library as a streptavidin binder. The results showed that the streptavidin binding peptides extracted from the phage bind to streptavidin with the same or better affinity than the native phage. The same was demonstrated with the tail fibre proteins of phage PVP-SE1, heterologously expressed, which showed equal binding affinities compared to their parental phage. This work demonstrates how phages can be explored in the development of a biosensor, opening the possibility of using an accurate, sensitive, specific and cheaper device that can be applied to an emergent concern: foodborne pathogens.As doenças transmitidas através de alimentos e água contaminada são uma preocupação mundial e têm estimulado o desenvolvimento de métodos rápidos e precisos na área dos biossensores para a deteção de agentes patogénicos. Salmonela, Campylobacter e a E. coli são exemplos de espécies bacterianas patogénicos que tem um enorme impacto na saúde pública. Atualmente já existem diferentes tipos de biossensores desenvolvidos para uma ampla variedade de bactérias, que contornam as limitações das técnicas convencionais, tais como tempo de medida, devido à amplificação do microrganismo de interesse no seu adequado meio de cultura, e pela necessidade de técnicos com competências específicas. No entanto, a deteção de agentes patogénicos não é assim tão fácil como parece devido à necessidade de combinar um conjunto de características que permita o desenvolvimento de um biossensor robusto e pouco dispendioso. Um sistema de deteção ideal deve ser rápido, preciso e combinar características como especificidade e sensibilidade, de forma a conduzir a resultados livres de falsos positivos/negativos. Como o biossensor é composto por duas partes, i.e. um elemento biológico e um sensor, o elemento biológico escolhido tem um papel crucial no momento da criação de um biossensor perfeito. Bacteriófagos (ou simplesmente fagos) são vírus que infetam especificamente bactérias podendo essa característica ser utilizada como uma “chave” para solucionar problemas relacionados com a deteção de bactérias. Para além disso, a produção simples e económica destes vírus juntamente com a sua estabilidade em condições ambientais adversas, torna-os excelentes ferramentas de deteção, podendo competir com outros elementos biológicos (e.g. anticorpos, enzimas). A sua utilização como agentes terapêuticos e como interface em sistemas de deteção tem recebido uma atenção especial por parte da comunidade científica. Muitos laboratórios têm desenvolvido plataformas de deteção à base de fagos, no entanto, somente algumas conseguiram quebrar a barreira e entrar no mercado para serem usadas como ferramenta deteção para uso clinico. Hoje em dia, indústrias alimentares ainda usam métodos convencionais para detetar Salmonela na alimentação que, tal como previamente referido, são morosas e exigem mão de obra especializada. Mesmo utilizando diversas estratégias de deteção com diferentes plataformas e bio recetores, problemas com resultados falsos positivos e negativos permanecem difíceis de resolver. Bactérias viáveis, mas não cultiváveis são uma preocupação, porque estão relacionadas com resultados falsos negativos. Bactérias viáveis, mas não cultiváveis, não têm capacidade de crescer em meios de cultura convencional, mas encontram-se metabolicamente ativas, conservando a sua capacidade de causar doenças e de serem um potencial perigo em várias setores da saúde e na industria alimentar. Assim, a utilização de métodos de cultura padronizados para detetar se a bactéria está viva ou morta torna-se inviável, já que a presença de bactérias num estado viável, mas não cultivável não é detetada. Portanto, novas tecnologias que possam ultrapassar essa barreira são fundamentais. A prevalência deste problema e a necessidade de encontrar uma tecnologia de deteção que possa satisfazer as necessidades de deteção da Salmonela conduziu à proposta deste trabalho que explora os fagos como uma possível interface a usar em biossensores magneto-resistivos e magneto-elásticos. O trabalho presentado aqui descreve a caracterização de um fago lítico com um amplo espectro lítico, PVP-SE1. Este fago provou capacidade em discriminar os estados de viabilidade celular incluindo o estado viável, mas não cultivável. O fago foi combinado com sensores magneto-resistivos, que têm mostrado uma elevada sensibilidade. Esta combinação originou um poderoso sistema de deteção com um padrão de desempenho elevado, quer em termos de precisão e especificidade, quer em termos de sensibilidade, detetando concentrações de bactérias na ordem de 100 células/μL (3-4 células/sensor). Uma outra estratégia adotada, tendo por objetivo contornar as limitações da utilização dos fagos inteiros numa interface de um biossensor, passou pela utilização dos recetores dos fagos responsáveis pela identificação dos hospedeiros. Como prova de conceito um fago com especificidade de ligação à streptavidin foi selecionado a partir de uma biblioteca de fagos e usado como modelo. Os resultados demonstraram que os recetores do fago ligam-se à streptavidin com a mesma ou melhor afinidade do que o fago inteiro (original). O mesmo foi demonstrado com os recetores do fago PVP-SE1, demonstrando igualmente afinidades de ligação, comparativamente, com o seu fago parental. Este trabalho demonstrou como os fagos podem ser explorados no desenvolvimento de um biossensor abrindo a possibilidade de desenvolver um dispositivo preciso, sensível, específico e económico que possa ser aplicado a uma preocupação emergente: os patogénicos de origem alimentar