مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ انگلیسی

Omics-Based Biosensing and Real-Time Tracking of Viability and Metabolite Profiles of Nanoencapsulated Probiotics Using Molecular Nanosensors

Omics-Based Biosensing and Real-Time Tracking of Viability and Metabolite Profiles of Nanoencapsulated Probiotics Using Molecular Nanosensors

چکیده مقاله

The integration of nanoscale biosensing modalities with multi omics analytical frameworks fundamentally transforms our capacity to quantitatively and qualitatively interrogate the in vivo fate, viability, and functional metabolite secretion dynamics of nanoencapsulated probiotics within the gastrointestinal milieu This investigation presents the rational design, fabrication, and application of multifunctional molecular nanosensors endowed with ultra high specificity and sensitivity, tailored to discriminate and monitor viable probiotic strains and their complex metabolomic signatures post nanoencapsulation Engineered biosensors encompassing electrochemical transducers employing aptamer functionalized nanomaterials, fluorescence resonance energy transfer FRET based quantum dot conjugates, and superparamagnetic iron oxide nanoparticle SPION composites― achieve real time spatiotemporal mapping of probiotic survival kinetics and targeted release profiles under physiologically simulated gastrointestinal conditions, including variable pH gradients, enzymatic milieus, and peristaltic dynamics Concurrent deployment of shotgun metagenomics, quantitative metabolomics via ultra high performance liquid chromatography coupled with high resolution tandem mass spectrometry UHPLC HR MS/MS , and advanced quantitative proteomics elucidates probiotic host microbiome crosstalk at unprecedented resolution, delineating shifts in microbial community structure, biosynthetic pathway fluxes, and metabolite mediated immunomodulatory signaling cascades attributable to nanoscale delivery systems Rigorous characterization of biosensor performance parameters limit of detection LOD at femtomolar concentrations, discrimination indices for strain specific markers, biocompatibility assays assessing cytotoxicity and immunogenicity, and robustness under dynamic physiological conditions was integrated with in vitro gut epithelium models and in vivo rodent gastrointestinal transit assays to comprehensively assess probiotic bioavailability, functional persistence, and therapeutic payload bioefficacy Findings reveal the critical role of molecular nanosensor enabled omics convergence in decrypting probiotic functional longevity and bespoke metabolite expression patterns, uncovering tightly regulated adaptive metabolic networks and signaling molecules such as short chain fatty acids, bacteriocins, and anti inflammatory mediators that underpin probiotic mediated gut homeostasis This advanced multidisciplinary paradigm shifts the development of programmable nanoencapsulated probiotic formulations, facilitating precision microbiome modulation tailored to individual host physiological states and disease phenotypes Furthermore, this work accentuates imperative challenges including nanosensor long term biostability, in vivo sensor integration strategies, nanoparticle biodistribution kinetics, and compliance with evolving regulatory and safety frameworks, thereby charting a translational roadmap for the deployment of molecular nanosensors as pivotal tools in next generation functional foods and clinical gastroenterology

کلیدواژه‌ها

Nanoencapsulation Molecular Nanosensors Probiotic Viability Omics Integration Metabolomics Gastrointestinal Targeting Biosensor Sensitivity

نویسندگان

تصویر Behzad beizaei

Behzad beizaei

Master's student in Food Industry, Islamic Azad University, Science and Research Branch

شیوه ارجاع

beizaei, Behzad and jamshid eini, Morteza,1404,Omics-Based Biosensing and Real-Time Tracking of Viability and Metabolite Profiles of Nanoencapsulated Probiotics Using Molecular Nanosensors,Ninth International Conference on Interdisciplinary Studies in Food industry and Nutrition Science of Iran,Tehran

ارائه‌شده در

پوستر مجموعه مقالات نهمین همایش بین المللی مطالعات میان رشته ای در صنایع غذایی و علوم تغذیه ایران مجموعه مقالات نهمین همایش بین المللی مطالعات میان رشته ای در صنایع غذایی و علوم تغذیه ایران29 آبان 1404 · تهران
ادامه مسیر پژوهش

مقالات مرتبط

مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۷۰ مشاهده

پیشرفتهای اخیر در فناوری تثبیت آنزیمی و کاربردهای آن در صنایع غذایی

افزایش تقاضای جهانی برای تولید مواد غذایی مغذی و با ماندگاری بیشتر صنایع غذایی را به سمت بهره گیری از رو…

پایداری حرارتیغذاهای عملکردیتثبیت آنزیمی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۶۶ مشاهده

نقش زنبورعسل در گرده افشانی و افزایش تولید در باغات میوه با ترکیب درختان خودبارور و ناسازگار

وجود درختان خود بارور و درختان ناسازگار در باغهای میوه مشکلاتی را برای باغداران در طول فرایند گرده افشان…

درختان ناسازگارباغدارانگرده افشانی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۲۶ مشاهده

کاربردهای آب الکترولیز اکسید کننده در ارتقای ایمنی و کیفیت صنایع غذایی

استفاده از آب الکترولیز شده اکسیدکننده Electrolyzed Oxidizing Water, EOW یکی از نوین ترین روشهای ضدعفونی…

ایمنی مواد غذاییمیکروب زداییضد عفونی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۲۴ مشاهده

بررسی میزان ارسنیک در آب زیر زمینی شرب شهرستان رفسنجان

آلودگی منابع آب زیرزمینی با توجه به کمبود آب و تنش آبی خطرات بسیار زیادی برای سلامت جامعه مصرف کننده دار…

ارسنیکرفسنجانفلزات سنگین
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۱۳ مشاهده

استانداردهای ایمنی مواد غذایی و پیامدهای سلامت شناسایی شکافهای پژوهشی در رویه های کنترل کیفیت

استانداردهای ایمنی مواد غذایی بنیاد سلامت عمومی در قرن بیست و یکم هستند و با افزایش مخاطرات زنجیره های ت…

شکافهای پژوهشیکنترل کیفیتآلودگی میکروبی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۰۷ مشاهده

مروری بر افزودنیهای طبیعی مواد غذایی

افزودنی های غذایی فرصتی را برای تغذیه جهان از طریق حفظ دسترسی به غذای مغذی و مقرون به صرفه برای مصرف انس…

مواد غذاییافزودنی های طبیعیترکیبات ضد میکروبی