Обнаружение бактерий с помощью наночастиц, нацеленных на гликаны, в рамановской спектроскопии

Исследователи из Национального автономного университета Мексики (UNAM) предложили использовать наночастицы, нацеленные на гликаны, для обнаружения бактерий методом безымянкирной поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS).

Проблема и метод

Бактериальные инфекции представляют серьёзную угрозу для общественного здоровья, особенно из-за роста числа лекарственно-устойчивых штаммов. Требуются быстрые, точные и недорогие методы обнаружения. Рамановская спектроскопия — неразрушающий и быстрый инструмент для анализа биологических структур. Добавление золотых наночастиц значительно усиливает рамановский сигнал благодаря их электромагнитным свойствам.

Решение

Сложность в создании рамановских сенсоров заключается в огромном количестве химических соединений на поверхности микроорганизмов. Чтобы её преодолеть, учёные функционализировали золотые наночастицы белком конканавалином А (лектин), который специфично связывается с глюкозой и маннозой. Эти сахара часто встречаются на поверхности бактериальных клеток, но входят в состав высокоспецифичных для вида гликанов. Таким образом, наночастицы усиливают сигнал в основном от этих специфичных структур.

Доказательство концепции

Функционализированные наночастицы добавили к трём различным бактериальным образцам: Escherichia coli, Bacillus subtilis и Mycobacterium fortuitum, после чего провели рамановский анализ. Наночастицы успешно присоединились к компонентам поверхности клеток, и для каждого штамма были получены отличные друг от друга спектры.

Перспективы

Существует большое разнообразие лектинов, что открывает новые возможности для разработки методов детектирования и в других биомедицинских приложениях. Предложенный подход в настоящее время оценивается для обнаружения микробов в реальных образцах.

Исследование опубликовано в журнале Gold Bulletin.