研究人員利用雷射可在幾分鐘內發現和識別細菌 無需培養

cnbeta 發佈 2024-04-27T17:18:29.097584+00:00

目前,為了查看液體樣本中存在哪種類型的細菌(如果有的話),細菌培養物必須在實驗室中經過幾個小時--甚至幾天的培養。然而,一種新的雷射技術只需幾分鐘就能發揮作用。我們已經知道,當暴露在雷射下時,細菌會以該特定物種特有的光譜模式將光反射回來。

目前,為了查看液體樣本中存在哪種類型的細菌(如果有的話),細菌培養物必須在實驗室中經過幾個小時--甚至幾天的培養。然而,一種新的雷射技術只需幾分鐘就能發揮作用。我們已經知道,當暴露在雷射下時,細菌會以該特定物種特有的光譜模式將光反射回來。

問題是,樣品中的其他微觀項目--如血細胞或病毒--也會反射光線,這意味著細菌的光譜"指紋"在背景噪音中消失了,所以它無法被辨別出來。

在Jennifer Dionne副教授的領導下,史丹福大學的一個科學家團隊已經設計了一個解決這個問題的方案。

他們的技術採用了一種改良的噴墨印表機,利用聲學脈衝列印出有關液體的小點。列印在幻燈片上,每個點的體積只有兩萬億分之一升。由於這些小點如此之小,因此任何存在的細菌都有機會被看到。

此外,被添加到微小樣品中的金納米棒會附著在細菌上,作為"天線"吸引雷射的照射。因此,細菌的反射光譜指紋比其他方式強1500倍。這使得基於機器學習的軟體非常容易發現該指紋,並將其與特定類型的細菌相匹配。

儘管這項技術主要是以受感染的小鼠血液作為液體進行開發的,但Dionne認為它在分析其他液體時應該同樣有效,它甚至可以被調整為針對其他類型的細胞,如病毒。

該研究的高級合著者Amr Saleh說:"這是一個創新的解決方案,有可能產生拯救生命的影響,我們現在對商業化機會感到興奮,它可以幫助重新定義細菌檢測和單細胞表徵的標準"。他曾是Dionne實驗室的博士後學者,目前是開羅大學的教授。

有關這項研究的論文最近發表在《納米通訊》雜誌上。

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