Чипы, свет и программирование: новый фронт борьбы с бактериями
Борьба с бактериями получила новый инструмент, который может дать человечеству преимущество в разработке лекарств.
Проблема устойчивости бактерий к антибиотикам требует более эффективных методов тестирования. Команда из Окинавского института науки и технологий (OIST) представила такое решение в статье, опубликованной в ACS Sensors.
Цель исследования — биоплёнки
Учёные сосредоточились на изучении биоплёнок — сообществ бактериальных клеток, объединённых в слизистую матрицу. Биоплёнки обеспечивают бактериям устойчивость к антибиотикам и представляют опасность, загрязняя пищевое производство, системы очистки сточных вод и медицинские учреждения.
Наногрибной чип как сенсор
Для мониторинга роста биоплёнок с высокой точностью команда создала специальные чипы. На них размещены наноструктуры в форме грибов: «ножка» из диоксида кремния (SiO2) и «шляпка» из золота. На эти структуры были помещены культуры E. coli.
Метод измерения: плазмонный резонанс
При облучении чипа направленным светом наноструктуры поглощают его за счёт явления локального поверхностного плазмонного резонанса (LSPR). Измеряя разницу в длинах волн падающего и выходящего света, учёные могли наблюдать за ростом бактерий вокруг «наногрибов», не нарушая процесс.
Программное обеспечение для анализа в реальном времени
Изначально метод не позволял проводить мониторинг в реальном времени. Для решения этой проблемы был разработан автоматизированный программный комплекс на основе существующего ПО, который:
- Обрабатывает данные «в один клик».
- Значительно сокращает ручной труд.
- Позволяет оперативно корректировать ход эксперимента.
Перспективы применения
Созданный инструмент представляет собой настольную установку, пригодную для использования в большинстве лабораторий. В планах — его миниатюризация до портативного устройства для широкого спектра применений в биосенсинге.
«Далее последуют исследования клинически значимых микроорганизмов, — говорит доктор Риккардо Фунари. — Это может стать отличным инструментом для тестирования будущих препаратов на множестве различных видов бактерий».