A microfluidic-based assay for rapid and multiplexed detection of toxins in water samples

基于微流体的检测方法,用于快速多重检测水样中的毒素

基本信息

  • 批准号:
    566328-2021
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.46万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Alliance Grants
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2021-01-01 至 2022-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Cyanobacteria are gram-negative bacteria that produce toxins such as hepatotoxins and neurotoxins. These toxins have the potential to cause a wide range of adverse human health. Microcystin-leucine-arginine (MC-LR) and cylindrospermopsin (CYN) are considered the most dangerous toxins as they are potential hepatotoxin, neurotoxin, and tumor promoter and can significantly harm animal and human health. Unfortunately, the traditional techniques for MC-LR and CYN detection are expensive and time-consuming and also suffer from low sensitivity and lack of specificity. Blue Lion Labs is a Waterloo-based spin-off that develops artificial intelligence (AI)-based software to identify cyanobacteria and other harmful organisms in the water samples. Blue Lion Labs currently can determine the types of harmful organisms in water samples but cannot identify or quantify the toxins produced by those organisms, which is critical to aquaculture and drinking water operations. To address this problem, in the proposed project, Blue Lion Labs partners with the Poudineh Lab at the University of Waterloo to develop a low-cost and rapid prototype, called Toxin-Chip, for sensitive and multiple detection of MC-LR and CYN in water samples. The Toxin-Chip integrates an immunobead-based assay into a specially designed microfluidic device to achieve detection of toxins. The device platform combines three modules: a chaotic mixing module, a sorting module, and collection chambers. In collaboration with Blue Lion Labs, an AI software will be also developed for the analysis of data derived from the Toxin-Chip.The Toxin-Chip will have a significant impact: It enables rapid toxin detection in natural water bodies and drinking water while preventing human health issues and contributing to a more sustainable food source.
蓝藻是产生肝毒素和神经毒素等毒素的革兰氏阴性细菌。这些毒素有可能对人类健康造成广泛的不利影响。微囊藻毒素-亮氨酸-精氨酸 (MC-LR) 和圆柱精氨酸 (CYN) 被认为是最危险的毒素,因为它们是潜在的肝毒素、神经毒素和肿瘤促进剂,可严重危害动物和人类健康。不幸的是,传统的 MC-LR 和 CYN 检测技术昂贵且耗时,而且灵敏度低且缺乏特异性。 Blue Lion Labs 是一家位于滑铁卢的衍生公司,开发基于人工智能 (AI) 的软件来识别水样中的蓝细菌和其他有害生物。蓝狮实验室目前可以确定水样中有害生物的类型,但无法识别或量化这些生物产生的毒素,这对于水产养殖和饮用水运营至关重要。为了解决这个问题,在拟议的项目中,蓝狮实验室与滑铁卢大学的 Poudineh 实验室合作开发了一种低成本、快速的原型,称为毒素芯片,用于对 MC-LR 和 CYN 进行灵敏和多重检测。水样。毒素芯片将基于免疫珠的检测集成到专门设计的微流体装置中,以实现毒素检测。该装置平台结合了三个模块:混沌混合模块、分选模块和收集室。与蓝狮实验室合作,还将开发一款人工智能软件,用于分析毒素芯片产生的数据。毒素芯片将产生重大影响:它能够快速检测自然水体和饮用水中的毒素,同时防止人类健康问题并促进更可持续的食物来源。

项目成果

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