Микроскопические магнитные шарики могут быстро обнаруживать болезнетворные микроорганизмы

Jul 09, 2023

Dynabeads — это коммерчески доступные микроскопические магнитные сферы, которые ученые используют для изоляции определенных типов клеток и белков. Теперь исследователи из Массачусетского технологического института разрабатывают метод использования шариков для быстрого обнаружения болезнетворных микроорганизмов в образцах питьевой воды или крови.

При использовании современных лабораторных технологий, в которых выращиваются бактериальные или вирусные культуры, обработка образцов биологических жидкостей, воды или других жидкостей может занять несколько дней. Излишне говорить, что если в каком-либо из этих веществ присутствуют патогены, то чем раньше люди об этом узнают, тем лучше.

Вот тут-то и приходят на помощь Dynabeads.

Изобретенные в 1976 году бусины состоят из магнитного железного сердечника, покрытого полимерной оболочкой. Эта оболочка покрывается различными типами антител, которые связываются с определенными целевыми молекулами в жидких образцах, к которым добавляются шарики. Поместив магнит снаружи флакона с таким образцом, ученые могут собрать вместе и проанализировать целевые молекулы, прилипшие к Dynabeads.

Однако обнаружение присутствия возбудителей таким способом по-прежнему остается довольно трудоемким процессом. Команда Массачусетского технологического института под руководством профессоров Лозы Тадессе и Рохита Карника находится в процессе поиска обходного пути.

Ученые обнаружили, что, используя метод, известный как рамановская спектроскопия, можно обнаружить Dynabeads в образце жидкости по характерному способу, которым шарики рассеивают свет. Эту уникальную «рамановскую сигнатуру» можно обнаружить менее чем за одну секунду.

Карник сообщает нам, что сейчас они разрабатывают технологию отделения свободных, несвязанных шариков от тех, которые связаны с клетками патогена. Портативное устройство быстро и легко отличит их рамановские сигнатуры. Если обнаружены признаки Dynabeads, связанных с патогеном, пользователи будут знать, что патоген присутствует в образце.

В ходе лабораторных испытаний, проведенных до сих пор, этот процесс уже использовался для обнаружения бактерий сальмонеллы в пробах воды всего за полсекунды.

«Это то, что можно использовать, чтобы быстро дать положительный или отрицательный ответ: есть ли примеси или нет?» — говорит Тадессе. «Потому что даже несколько патогенов могут вызывать клинические симптомы».

Источник: Массачусетский технологический институт