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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菌。發(fā)表在最新一期《納米快報》上的一項研究，詳細介紹了美國斯坦福大學團隊開發(fā)的一種創(chuàng)新方法，這種方法可瞬時、廉價、準確地對任何想要測試微生物的液體進行檢測。

每種微生物都有自己獨特的光學指紋，這就像在光中涂寫的遺傳和蛋白質組密碼。新方法不僅可發(fā)現(xiàn)細菌的存在，還可發(fā)現(xiàn)樣品中具體含有哪些細菌，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)小時甚至數(shù)天才能完成，如結核病菌培養(yǎng)需要40天。但新測試可在幾分鐘內完成。該技術的突破點在于能從每個樣本令人眼花繚亂的光陣列中揭示這些光譜。研究人員稱，每種細菌都表現(xiàn)出獨特的光模式，給定樣本中的幾乎所有其他分子或細胞，也都表現(xiàn)出獨特的光模式。樣本中的紅細胞、白細胞和其他成分發(fā)回它們自己的信號，這使得很難甚至不可能將微生物模式與其他細胞的噪音區(qū)分開來。

換句話說，一毫升血液可包含數(shù)十億個細胞，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菌反射的光。團隊將噴墨打印技術與納米粒子及人工智能結合起來，使用噴墨打印原理打印數(shù)千個微小的血液點。此外，他們將金納米棒注入樣品中，如果存在的話，這些金納米棒會附著在細菌上，并像天線一樣將激光引向細菌，并將信號放大到約1500倍。

該技術還可應用于測試水純度，或更快、更準、更低成本地診斷感染、改進抗生素使用、提供安全食品、加強環(huán)境監(jiān)測以及加快藥物開發(fā)。

總編輯圈點

幾分鐘就能鑒定液體中的微生物?經(jīng)歷了一場全球大疫情的我們，更能深切體會到，這種技術對于保持衛(wèi)生、預防疾病的重要價值。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、高端的技術和工具來讓它們“顯出原形”。

關鍵詞： 結合起來 蛋白質組 人工智能 無處不在 環(huán)境監(jiān)測