【資料圖】

將激光照射在一滴血、黏液或廢水上，反射回來的光就可鑒定樣品中的細(xì)菌。發(fā)表在最新一期《納米快報(bào)》上的一項(xiàng)研究，詳細(xì)介紹了美國(guó)斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一種創(chuàng)新方法，這種方法可瞬時(shí)、廉價(jià)、準(zhǔn)確地對(duì)任何想要測(cè)試微生物的液體進(jìn)行檢測(cè)。

每種微生物都有自己獨(dú)特的光學(xué)指紋，這就像在光中涂寫的遺傳和蛋白質(zhì)組密碼。新方法不僅可發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的存在，還可發(fā)現(xiàn)樣品中具體含有哪些細(xì)菌，如大腸桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、沙門氏菌、炭疽菌等。

目前使用的傳統(tǒng)培養(yǎng)方法需數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天才能完成，如結(jié)核病菌培養(yǎng)需要40天。但新測(cè)試可在幾分鐘內(nèi)完成。該技術(shù)的突破點(diǎn)在于能從每個(gè)樣本令人眼花繚亂的光陣列中揭示這些光譜。研究人員稱，每種細(xì)菌都表現(xiàn)出獨(dú)特的光模式，給定樣本中的幾乎所有其他分子或細(xì)胞，也都表現(xiàn)出獨(dú)特的光模式。樣本中的紅細(xì)胞、白細(xì)胞和其他成分發(fā)回它們自己的信號(hào)，這使得很難甚至不可能將微生物模式與其他細(xì)胞的噪音區(qū)分開來。

換句話說，一毫升血液可包含數(shù)十億個(gè)細(xì)胞，其中只有少數(shù)可能是微生物。為了找到一種方法來分離和放大僅從細(xì)菌反射的光。團(tuán)隊(duì)將噴墨打印技術(shù)與納米粒子及人工智能結(jié)合起來，使用噴墨打印原理打印數(shù)千個(gè)微小的血液點(diǎn)。此外，他們將金納米棒注入樣品中，如果存在的話，這些金納米棒會(huì)附著在細(xì)菌上，并像天線一樣將激光引向細(xì)菌，并將信號(hào)放大到約1500倍。

該技術(shù)還可應(yīng)用于測(cè)試水純度，或更快、更準(zhǔn)、更低成本地診斷感染、改進(jìn)抗生素使用、提供安全食品、加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)以及加快藥物開發(fā)。

總編輯圈點(diǎn)

幾分鐘就能鑒定液體中的微生物?經(jīng)歷了一場(chǎng)全球大疫情的我們，更能深切體會(huì)到，這種技術(shù)對(duì)于保持衛(wèi)生、預(yù)防疾病的重要價(jià)值。在我們生活的世界中，微生物幾乎無處不在，潮濕的環(huán)境尤其是它們繁衍的“圣地”。有些微生物“人畜無害”，有些卻對(duì)我們的身體健康帶來不良影響甚至致命威脅。但我們無法用肉眼分辨生存在微觀世界中的它們，這就需要日益精密、高端的技術(shù)和工具來讓它們“顯出原形”。

關(guān)鍵詞： 結(jié)合起來 蛋白質(zhì)組 人工智能 無處不在 環(huán)境監(jiān)測(cè)