UNC-ChapelHill #

PyoPower: A self-powered sense-and-treat pyocyanin biosensor for P. aeruginosa infections #

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen prevalent in wounds of hospital patients. Current detection methods for P. aeruginosa take between 24-48 hours through use of swab swab samples and plate cultures. During this time, the infection worsens and forms a biofilm, making the infection increasingly difficult to eradicate. Therefore, a more rapid sense-and-treat system would improve the treatment of these infected wounds. We utilize the redox properties of pyocyanin, a key biomarker of P. aeruginosa, to create an electrochemical biosensor powered by enzyme fuel cells. We use the enzyme pyrroloquinoline quinone glucose dehydrogenase (PQQGDH) that powers the enzyme fuel cell reaction. The use of curcumin, a natural compound of turmeric, as a treatment molecule through a pH sensitive hydrogel is also explored through mathematical modeling. Together, our goal is to demonstrate a sense-and-treat system for P. aeruginosa infections.

Pseudomonas aeruginosaは、病院の患者の傷に多い好機感染菌であります。現在のP. aeruginosaの検出方法は、細菌培養や拭い取り試料を使用して24-48時間を要します。この間に感染は悪化し、バイオフィルムを形成し、感染を駆逐するのがますます困難になります。したがって、より速いセンス・アンド・トリートシステムは、これらの感染した傷の治療を改善するでしょう。我々はP. aeruginosaの重要なバイオマーカーであるピオシアニンの酸化還元特性を利用して、酵素燃料電池で動く電気化学的バイオセンサーを作り出します。そして、酵素燃料電池の反応を動かすピロロキノリンキノングルコースデヒドロゲナーゼ（PQQGDH）という酵素を使用します。また、クルクミン（ウコンの天然化合物）をpH感受性ハイドロゲルを通じた治療分子として使用することも数学的モデリングを通じて探求します。全体として、私たちの目標は、P. aeruginosa感染のためのセンス・アンド・トリートシステムを示すことです。

reference:

• iGEM UNC-ChapelHill Team Information
• iGEM UNC-ChapelHill Wiki