La detección de cascadas de iones activadas por fagos ( SEPTIC ) [1] [2] es un método de identificación rápida de bacterias basado en la detección mejorada por fluctuación en un medio fluido. Las ventajas de SEPTIC son la especificidad y la velocidad (solo necesita unos minutos) que ofrecen las características de la infección por fagos, la sensibilidad debido a la detección mejorada por fluctuación y la durabilidad que se origina a partir de la robustez de los fagos. Un dispositivo SEPTIC ideal puede ser tan pequeño como un bolígrafo y tal vez capaz de identificar una biblioteca de diferentes bacterias en una ventana de medición de unos pocos minutos.
SEPTIC utiliza bacteriófagos como indicadores para desencadenar una respuesta iónica por parte de las bacterias 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 causadas por la infección de las bacterias por fagos. El par de electrodos en el electrolito con diferentes concentraciones locales de iones en la proximidad de los electrodos forma 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 1/ f 2 mientras que, sin infección por fagos, es un espectro de ruido 1/f . Para tener una alta sensibilidad, un campo eléctrico de CC atrae a las bacterias infectadas (que están cargadas debido al desequilibrio iónico) al electrodo con la polarización relevante. [5]
Las ventajas de SEPTIC son la especificidad y la velocidad (solo se necesitan unos minutos) que ofrecen las características de la infección por fagos, la sensibilidad debido a la detección mejorada por fluctuaciones y la durabilidad que se origina debido a la robustez de los fagos. Un dispositivo SEPTIC ideal puede ser tan pequeño como un bolígrafo y tal vez capaz de identificar una biblioteca de diferentes bacterias en 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 y Computación 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 ha sido concebido y analizado recientemente por Laszlo B. Kish y Gabor Schmera (SPAWAR, Marina de los Estados Unidos ) utiliza las fluctuaciones de impedancia de CA en disposiciones relacionadas y promete mayor sensibilidad y menor dependencia de los electrodos.