Они используют флуоресцентные наносенсоры, чтобы отслеживать патогены быстрее и легче, чем с помощью традиционных и известных методов. Команда, возглавляемая профессором Себастьяном Крусом, описывает результаты в журнале Nature Communications.
Изменения флуоресценции в присутствии бактерий
Сенсоры представляют собой модифицированные углеродные нанотрубки диаметром менее одного нанометра. Если их облучать видимым светом, то они излучают свет в ближнем, невидимом человеческому глазу, инфракрасном диапазоне (с длиной волны 1 000 нанометров и более). Однако флуоресценция меняется, когда нанотрубки сталкиваются с определенными молекулами. Поскольку бактерии выделяют характерную смесь молекул, свет, излучаемый датчиками, может, таким образом, указывать на присутствие определенных патогенов. В настоящей работе исследовательская группа описывает датчики, которые обнаруживают и дифференцируют патогены, связанные, например, с инфекциями, вызванными применением имплантов.
"Тот факт, что сенсоры работают в ближнем инфракрасном диапазоне, особенно важен для оптической визуализации, потому что в этом диапазоне гораздо меньше фоновых сигналов, которые могут исказить результаты" - говорит Себастьян Крус, возглавляющий группу функциональных интерфейсов и биосистем. Поскольку свет этой длины волны проникает в ткани человека глубже, чем видимый свет, это может позволить бактериальным сенсорам считывать информацию даже под раневыми повязками или на имплантатах.
Возможны и другие области применения
В будущем это может стать основой для обнаружения этим оптическим методом инфекций, поскольку отбор проб больше не потребуется. Таким образом, это позволило бы врачам быстро оценить процесс заживления или возможное возникновение инфекции, что привело бы к улучшению ухода за пациентами. Но возможные области применения не ограничиваются только этим", - добавляет Крус. “Например, в будущем возможно применение этой технологии в экспресс-диагностике бактериемии, когда имеется подозрения на сепсис".
Мнение специалиста: Клиницисты очень нуждаются в появлении новых технологий, в том числе в области клинической микробиологии, которые обеспечат их не только точными результатами идентификации микроорганизмов, но и быстрыми, подобными тем, которые обеспечивают в настоящее время методы масс-спектрометрии. Но масс-спектрометрия работает только с чистыми культурами, поэтому очень интересно появление технологий, которые позволят микробиологам работать сразу с первичным материалом. Особенно интересна перспектива работы напрямую с материалом без выделения культур крови в случае септических состояний у больных.
Nißler, R., et al. (2020) Remote near infrared identification of pathogens with multiplexed nanosensors. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-19718-5.
