צ 'יפס, אור וקידוד מהלכים את הקו הקדמי להכות חיידקים

Anonim

המאבק הבלתי נגמר נגד חיידקים קיבל תורו של האנושות לטובת עם הכרזה על כלי שיכול לתת יד על מחקר סמים.

עמידות חיידקית לאנטיביוטיקה הפיקה כותרות מדאיגות בשנים האחרונות, עם האפשרות של טיפולים שנקבעו בדרך כלל להיות מיושן הגדרת פעמוני אזעקה בממסד הרפואי.

דרכים יעילות יותר לבדיקות חלופיות נחוצות באופן נואש, וצוות ממכון אוקינאווה למדע וטכנולוגיה (OIST) מצא רק אחד.

במאמרם, שפורסם בחיישני ACS, מתבוננים המדענים במבנה מיקרוביאלי הנקרא biofilms-bacterial cells, המתמזגים יחד עם מטריצה ​​דקה.

אלה הם יתרון עבור חיידקים, אפילו נותן התנגדות אנטיביוטיקה קונבנציונאלי. עם תכונות כאלה, biofilms יכול להיות מסוכן כאשר הם מזהמים סביבות ותעשיות; כל דבר, החל בהטלת מוצרי מזון ועד סתימת צינורות ביוב. Biofilms יכול גם להיות קטלני אם הם עושים את דרכם לתוך מתקנים רפואיים.

ההבנה כיצד נוצרים biofilms היא המפתח למציאת דרכים להביס אותם, ומחקר זה הביא יחד מדענים OIST מרקע ביוטכנולוגיה, nanoengineering ותכנות תוכנה כדי להתמודד עם זה.

הצוות התמקד קינטיקה biofilm הרכבה, התגובות ביוכימיים המאפשרים חיידקים לייצר מבנה המטריצה ​​המקושר שלהם. איסוף מידע מודיעיני על האופן שבו תגובות אלה יכולות לתפקד רבות על אילו תרופות וכימיקלים ניתן להשתמש בהן כדי לנטרל אותן.

לא היו כלים זמינים לצוות שיאפשר להם לעקוב אחר הצמיחה biofilm עם תדירות שהם צריכים כדי לקבל הבנה ברורה של זה. לכן, הם שינו כלי קיים לעיצוב שלהם.

ד"ר ניקל בהאלה, שעבד ביחידת המיקרו / ביו / ננופלואידיקה של OIST, בהנהגת פרופ 'איימי שן, לקח את הננומטריה כדי למצוא פתרון: "יצרנו שבבים קטנים עם מבנים זעירים עבור E. coli לגדול על", אמר. "הם מכוסים במבני ננו בצורת פטריות עם גזע של דו תחמוצת סיליקון וכובע זהב".

עכשיו כל הצוות היה צריך לעשות הוא למצוא כמה חיידקים לעבוד עם. בהישג יד אל יחידת הביולוגיה הסלולארית המבנית של OIST, הצוות נעזר על ידי ד"ר ביל סודרסטרום, שסיפק מניות של קולי על פני השטח של שבבי ננומטריה לצוות המחקר.

כאשר אלה nanomushrooms כפופים קרן ממוקדת של אור, הם סופגים אותו על ידי משטח מקומי Plasmon תהודה (LSPR). על ידי מדידת ההבדל בין אורכי גל קלים נכנסים ויוצאים מהשבב, המדענים יכולים לערוך תצפיות על החיידקים ההולכים וגדלים סביב מבני הפטריה, מבלי להפריע לנושאי הבדיקה שלהם ולהשפיע על תוצאותיהם.

"זו הפעם הראשונה שהשתמשנו בטכניקה זו של חקר כדי לחקור תאים חיידקיים", אמר ד"ר ריקרדו פונארי, הביוטכנולוגיה של הצוות, "אבל הבעיה שמצאנו היא שלא הצלחנו לפקח עליה בזמן אמת".

קבלת זרם קבוע של נתונים מן ההתקנה LSPR שלהם היה אפשרי, אבל נדרש סדרה חדשה לגמרי של התוכנה כדי להפוך אותו פונקציונלי. למרבה המזל, טכנאי מחקר Kang-yu Chu היה על ידו כדי להשאיל את מומחיות התכנות שלו לבעיה.

"עשינו תוכנית מדידה אוטומטית עם ניתוח מיידי המבוסס על תוכנה קיימת, המאפשרת לנו לעבד את הנתונים בלחיצה אחת, היא הפחיתה מאוד את העבודה הידנית המעורבת ונתנו לנו לתקן בעיות עם הניסוי כפי שקרה", אמר קאנג יו.

עכשיו שלוש הדיסציפלינות האלה יש בשילוב כדי להפוך את הכלי benchtop שניתן להשתמש בהם כמעט בכל מעבדה, ויש תוכניות למזער את הטכנולוגיה לתוך מכשיר נייד זה יכול לשמש מגוון עצום של יישומים biosensing.

"מחקרים על מיקרואורגניזמים קליניים רלוונטיים באים בהמשך", אמר ד"ר פונרי, "ואנחנו באמת נרגשים מהיישומים, זה יכול להיות כלי נהדר לבדיקת תרופות עתידיות על הרבה סוגים שונים של חיידקים". לעת עתה לפחות, בני האדם לוקחים את ההובלה במאבק בקטריאלי.

menu
menu