Как работают наносенсоры?
В основе разработки лежат пористые кремниевые нанонити, покрытые биметаллическими наночастицами золота и серебра. Такая структура объединяет два оптических метода:
- Интерференционный анализ (эффект Фабри–Перо) – фиксирует наличие бактерий по изменению оптической толщины сенсорного слоя.
- Гигантское комбинационное рассеяние (ГКР/SERS) – позволяет с высокой чувствительностью определять молекулярный состав клеточной стенки микроорганизмов без использования маркеров.
Высокая чувствительность и скорость диагностики
В качестве модели использовалась непатогенная бактерия Listeria innocua, близкая по строению клеточной стенки к опасным грамположительным патогенам, включая Mycobacterium tuberculosis. Сенсоры показали чувствительность:
- 3,2 млн КОЕ/мл – в режиме SERS,
- 6,4 млн КОЕ/мл – в интерферометрическом режиме.
Борьба с антибиотикорезистентностью
Одной из ключевых задач исследования стала быстрая оценка устойчивости бактерий к антибиотикам. При инкубации Listeria innocua с различными препаратами сенсоры фиксировали изменения в спектрах ГКР уже в первые часы. Например, анализ пиков при 736 и 1320 см⁻¹ позволил оперативно определить чувствительность бактерий к антимикробным веществам.
«Наша платформа сочетает высокую чувствительность, воспроизводимость и скорость. В перспективе такие сенсоры могут лечь в основу компактных устройств для быстрой диагностики инфекций и подбора терапии прямо у постели пациента», – отмечает руководитель исследования, заведующая лабораторией кафедры медицинской физики МГУ Любовь Осминкина.
Перспективы применения
Технология, разработанная совместно с НИЦ эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи, масштабируема и может использоваться в:
- клинической диагностике,
- пищевой промышленности,
- экологическом мониторинге,
- санитарном контроле.
Благодаря использованию биосовместимых материалов и высокой скорости анализа, новые сенсоры открывают возможности для революции в борьбе с инфекциями и антибиотикорезистентностью.
Источник: https://scientificrussia.ru/articles/nanosensory-raspoznaut-bakterii-v-rezime-realnogo-vremeni
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
