Дослідники розробили технологію аналізу продуктів і біологічних зразків на наявність патогенів за допомогою мікроскопічних кульок, покритих антитілами.
Інженери з Массачусетського технологічного інституту використовували сферичні магнітні полімери Dynabeads для проведення бактеріального аналізу. Розсіяне світіння від частинок, зафіксоване раманівським спектрометром, «видає» наявність патогенів. Цей метод допоможе лікарям швидко визначати джерело інфекції і вибирати цільової антибіотик.
Dynabeads — це крихітні однорідні частинки, виготовлені з магнітного залізного сердечника і полімерної оболонки. На поверхню частинок дослідники наносять антитіла, чутливі до заданих бактерій. При змішуванні з рідиною, наприклад, з кров’ю або водою, цільові молекули осідають на Dynabeads. Використовуючи магніт, вчені можуть обережно притягнути кульки на дно флакона і відфільтрувати їх з розчину.
Дослідники виявили, що магнітні кульки володіють унікальною і сильною раманівскою сигнатурою — «відбитком» молекули, який показує, як вона розсіює світло. Виявлення такого «підпису» сигналізує, що в зразку присутній цільовий патоген.
Dynabeads (сірі сфери), взаємодіючі з бактерією сальмонели (зеленим кольором).
На вставці показані Y-образні антитіла, що покривають кульки Dynabeads. Зображення: Автори дослідження, MIT
Дослідники перевірили метод для пошуку бактерій сальмонели в воді. Заражену воду змішали з Dynabeads, покритими антитілами до цієї бактерії. Після цього за допомогою магнітів кульки ізолювали на предметних склах і вивчили під мікроскопом. За 0,5 з прилад перевірив зразки і виявив характерну раманівску сигнатуру.
Частка патогенів в біологічних зразках мала. Щоб виявити їх під мікроскопом, посів традиційно вирощується в сприятливих культивованих умовах. Це займає від декількох днів до декількох тижнів.
Метод, запропонований інженерами, скорочує час аналізу для швидкої діагностики і початку цільового лікування, наприклад, в разі гострого сепсису. Дослідники працюють над створенням портативної тест-системи для клінічних лабораторій.