Автор AZoNano 1 декабря 2020 г.

Исследователи из Бохума, Геттингена, Дуйсбурга и Кельна разработали новый метод обнаружения бактерий и инфекций. Они используют флуоресцентные наносенсоры для более быстрого и легкого отслеживания патогенов, чем с помощью известных методов.

Группа под руководством профессора Себастьяна Круса, ранее работавшего в Университете Геттингена, а теперь в Рурском университете Бохума (РУБ), описывает результаты в журнале Nature Communications опубликованном в Интернете 25 ноября 2020 года.

Традиционные методы обнаружения бактерий требуют взятия и анализа образцов тканей. Себастьян Крус и его команда надеются избавиться от необходимости брать образцы с помощью крошечных оптических датчиков для визуализации патогенов непосредственно в месте заражения.

Изменения флуоресценции в присутствии бактериальных молекул

Датчики основаны на модифицированных углеродных нанотрубках диаметром менее одного нанометра. Если их облучают видимым светом, они излучают свет в ближнем инфракрасном диапазоне (длина волны 1000 нанометров и более), который не виден людям.

Поведение флуоресценции изменяется, когда нанотрубки сталкиваются с определенными молекулами в окружающей их среде. Поскольку бактерии выделяют характерную смесь молекул, свет, излучаемый датчиками, может указывать на присутствие определенных патогенов.

В данной статье исследовательская группа описывает датчики, которые обнаруживают и дифференцируют вредные патогены, которые связаны, например, с инфекциями имплантатов.

« Тот факт, что датчики работают в ближнем инфракрасном диапазоне, особенно важен для оптического изображения, потому что в этом диапазоне гораздо меньше фоновых сигналов, которые могут исказить результаты», говорит Себастьян Крус, который возглавляет группу функциональных интерфейсов и биосистем в RUB и является членом Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence (Resolv).

Поскольку свет этой длины волны проникает в ткани человека глубже, чем видимый свет, это может позволить считывать показания датчиков бактерий даже под повязкой на рану или на имплантатах.

Возможны дополнительные области применения

«В будущем это может составить основу для оптического обнаружения инфекций на интеллектуальных имплантатах, поскольку отбор проб больше не потребуется. Это позволит быстро обнаружить процесс заживления или возможную инфекцию, что приведет к в улучшении ухода за пациентами »– говорит Роберт Нисслер из Геттингенского университета, ведущий автор исследования. «Возможные области применения не ограничиваются этим», добавляет Крус. «Например, улучшенная быстрая диагностика посевов крови в контексте сепсиса также возможна в будущем».

В дополнение к исследователям из Физической химии II Рурского университета Бохума и Института физической химии Геттингенского университета, в исследовании также участвовали команды медицинской микробиологии Медицинского центра Геттингенского университета, Университетской клиники Кельна и Фраунгофера. Институт микроэлектронных схем и систем в Дуйсбурге

Финансирование

Исследование финансировалось Volkswagen Foundation и Resolv Cluster of Excellence.

Источник: https://www.uni-goettingen.de/