Immobilization of Gold Nanoparticles for Colourimetric Detection of Biofilms on Surfaces
Notice bibliographique
Résumé
Biofilms in contact lens cases amplify the risk of microbial and infiltrative keratitis, which can lead to severe eye damage and vision loss. A method warning users of biofilm contamination on the contact lens case surface is needed so they can discontinue use of the case to prevent related eye infections. Biosensors based on gold nanoparticles in solution are being explored as they can provide a simple colourimetric sensor response to bacteria. However, for consumer-level applications, gold nanoparticle-based biosensors need to be immobilized onto a surface to reduce potential health risks associated with nanomaterial exposure. \nThis thesis focuses on the development of an immobilized gold nanoparticle biosensor for the colourimetric detection of biofilms on surfaces. Development of the biosensor begins with controlling the deposition of gold nanoparticles onto the surface, as their immobilization state dictates the optical properties critical to the sensor performance. A literature review of the current methods to immobilize colloidal gold nanoparticles demonstrates that there are a variety of strategies to control the immobilization state. Building on current strategies, a new method to immobilize charged gold nanoparticles is explored through modification of the surface with weak polyelectrolytes. By varying the deposition pH of weak polyelectrolytes, the electrostatic immobilization of gold nanoparticles can be tuned from dispersed particles to large three-dimensional particle aggregates, producing a broad range of optical properties. The ability to modulate the immobilization state is dependent on the polyelectrolyte used as well as the particle size. \nUsing the developed method, an optimal immobilization state of the gold nanoparticles is used to create the colourimetric biosensor. Having populations of both single and small clusters of gold nanoparticles on the surface, a visible colour change from red to blue is produced with an increase in refractive index. This biosensor surface is capable of detecting biofilms from Gram-positive Staphylococcus aureus and Gram-negative Achromobacter xylosoxidans visually and through simple image analysis. Finally, the colourimetric biosensor was successfully integrated onto and capable of detecting the presence of biofilm on plastic substrates, including a commercial contact lens case. \nThis work demonstrates the capabilities of this immobilized gold nanoparticle biosensor as a new platform for the detection of biofilms on surfaces. In addition to biofilm detection in contact lens cases, this technology can be exploited for biofilm detection in healthcare, food services and water treatment industries.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».