Обнаружение бактерий с помощью флуоресцентных наносенсоров
Исследователи из Бохума, Гёттингена, Дуйсбурга и Кёльна разработали новый метод обнаружения бактерий и инфекций. Они используют флуоресцентные наносенсоры для поиска патогенов быстрее и проще, чем установленными методами. Результаты описаны командой под руководством профессора Себастьяна Крусса в журнале Nature Communications от 25 ноября 2020 года.
Изменение флуоресценции в присутствии бактериальных молекул
Сенсоры созданы на основе модифицированных углеродных нанотрубок диаметром менее одного нанометра. При облучении видимым светом они испускают свет в ближнем инфракрасном диапазоне (длина волны 1000 нанометров и более), невидимый для человека. Флуоресценция меняется, когда нанотрубки сталкиваются с определёнными молекулами в окружающей среде. Поскольку бактерии выделяют характерный набор молекул, излучаемый сенсорами свет может указывать на присутствие конкретных патогенов. В работе описаны сенсоры для обнаружения вредных микроорганизмов, связанных, например, с инфекциями имплантатов.
Работа в ближнем ИК-диапазоне особенно важна для оптической визуализации, так как в этом диапазоне гораздо меньше фоновых сигналов, искажающих результаты. Свет такой длины волны проникает глубже в человеческие ткани, что потенциально позволяет считывать показания сенсоров даже под повязками или на имплантатах.
Возможные области применения
Эта технология может лечь в основу оптического обнаружения инфекций на «умных» имплантатах без необходимости забора проб, позволяя быстро отслеживать процесс заживления или возможное заражение. Области применения не ограничиваются этим — в будущем возможно улучшение быстрой диагностики культур крови, например, при сепсисе.
В исследовании участвовали команды из Физической химии II Рурского университета в Бохуме, Института физической химии Гёттингенского университета, Медицинской микробиологии Университетского медицинского центра Гёттингена, Университетской клиники Кёльна и Института микроэлектронных схем и систем Фраунгофера в Дуйсбурге.