Биоспектроскопия может «услышать» звуки отдельных вирусов

Химики и микробиологи из Университета штата Мичиган обнаружили, что полностью оптический метод можно использовать для детекции естественных вибрационных частот отдельных вирусов с целью их идентификации. В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, группа нашла способ отражать свет от вирусов и обнаруживать возникающие паттерны вибраций, которые можно легко идентифицировать.

Свет можно использовать для идентификации объектов наноразмерного масштаба. Предыдущие исследования показали, что облучение таких объектов лучами света может вызывать их слабую вибрацию. Возникающие паттерны вибраций уникальны для разных мишеней. Таким образом, эту технику можно использовать для идентификации наноразмерных объектов даже среди других объектов схожего масштаба.

Исследователи задались вопросом, можно ли использовать ту же технику с биологическими агентами, такими как вирусы и бактерии. Они провели эксперименты, включавшие облучение обоих типов микроорганизмов чрезвычайно малыми количествами света в таком малом масштабе, что они смогли наблюдать воздействие отдельных фотонов.

В итоге они сосредоточились только на вирусах и обнаружили, что при соответствующих настройках параметров они могут детектировать вибрации, испускаемые вирусом, с помощью техники, которую они назвали биоспектроскопией (BioSonics spectroscopy). Этот «звук» был не только слишком тихим для человеческого уха, но и слишком высоким — с частотой в 1 миллион раз выше, чем способен слышать человек.

Протестировав несколько вирусов, исследовательская группа обнаружила, что каждый из них вибрирует уникальным образом, отличаясь как друг от друга, так и от всех других протестированных молекул. Это означало, что BioSonics можно использовать как своего рода сенсор, позволяющий создавать устройства, которые могли бы, например, сканировать помещение, обнаруживать вирусы в воздухе и идентифицировать их.

Также отмечается, что эта технология может раскрывать активность отдельных вирусов, открывая путь к их лучшему пониманию. Её можно использовать, например, для наблюдения за тем, как отдельные вирусы самоорганизуются — явление, которое до сих пор плохо изучено.