Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Найти иголку в стогу сена

Кремний поможет найти опасные патогены в крови человека

ChemPort.Ru по материалам Chemistry World: Silicon chip spots dangerous pathogens in human blood

Исследователи из Китая разработали кремниевые чипы, легированные наночастицами серебра, которые могут быстро определять различные патогены в образцах крови. Новая методика представляет собой быструю и дешевую альтернативу существующим методам диагностики.

В последнее время медицинское сообщество высказывает растущую обеспокоенность по поводу появления резистентных патогенов, которые, если не разработать способы борьбы с ними, к 2050 году могут стать причиной преждевременной смерти 300 миллионов человек. Учитывая то, что за последние четверть века был открыт только один новый класс веществ, потенциально обладающих противомикробной активностью, многие исследовательские группы в настоящее время стараются разработать новые подходы к диагностике, которые могут предотвратить кризис глобального здравоохранения.

Руководитель нового исследования Яо Хе (Yao He) отмечает, что быстрое, селективное и дешевое обнаружение различных патогенных бактерий в клинических образцах является важным элементом предотвращения многих серьезных заболеваний, причиной которых являются бактериальные инфекции. Несмотря на то, что в настоящее время уже доступно несколько новых методов обнаружения патогенов, они пока еще не в состоянии решить главную задачу – обеспечить быструю диагностику.

Хе поясняет, что сложный биохимический анализ требует больших затрат времени и может страдать от относительно низкой чувствительности. Поверхностно-усиленная спектроскопия комбинационного рассеивания (surface-enhanced Raman scattering, SERS) может решить эти проблемы. Спектроскопия SERS может различать молекулы, анализируя то, как они отражают фотоны, причем такое отражение индивидуально для каждого вещества, как отпечатки пальцев.

За последние годы спектроскопию комбинационного рассеивания уже несколько раз небезуспешно применяли в клинических исследованиях, однако, по словам Хе, возможности метода пока ограничены – для применения в реальной диагностике необходимо, чтобы метод SERS мог определять бактерии в клинических образцах, а для этого нужно создание высокоэффективной мультифункциональной платформы.

Хе с коллегами удалось создать такую платформу за счет внедрения наночастиц серебра в пластинку из кремния. Для того чтобы такая подложка могла применяться для обнаружения целого ряда бактерий, кремниевые пластинки были модифицированы за счет прививки к поверхности фрагментов 4-меркаптофенилбороновой кислоты – обычного агента для связывания бактерий.

На полученные пластинки из модифицированного кремния наносили человеческую кровь с бактериями Escherichia coli или Staphylococcus aureus и определяли, может ли спектроскопия SERS различить опасные патогены и окружающие их клетки крови. Было обнаружено, что с помощью разработанной подложки спектроскопия SERS может обнаружить оба патогена в количествах, составляющих несколько сотен бактериальных клеток на миллилитр крови.


Рисунок из статьи Wang et al. Simultaneous Capture, Detection, and Inactivation of Bacteria as Enabled
by a Surface-Enhanced Raman Scattering Multifunctional Chip
(Angew. Chem. Int. Ed., March 27, 2015).

В процессе диагностики также происходило медленное уничтожение бактерий за счет постепенного высвобождения атомов серебра с поверхности субстрата.

Как отмечает Филипп Хоуэс (Philip Howes) из Имперского Колледжа Лондона, то, что делает новая система, похоже на обнаружение иголки в стогу сена – SERS справляется с очень низкой концентрацией клеток-мишеней, окруженных огромным количеством помех. Хоуэс подчеркивает, что успешная демонстрация новой технологии на «инфицированной» человеческой крови вполне позволяет говорить о значительном потенциале возможности применения SERS в клинической диагностике.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
15.04.2015

Читать статьи по темам:

инфекционные болезни наномедицина экспресс-диагностика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Лаборатория на смартфоне: преждевременный восторг?

Специфичность экспериментальной методики составила 79%. Проще говоря, каждый пятый результат был ошибочным. Это уже лучше гадания, но ещё очень далеко от требований медицинских стандартов.

читать

Смартфон для диагностики инфекционных заболеваний

Аксессуар для смартфона позволяет в течение 15 минут одновременно выявлять три маркера инфекционных заболеваний в капле крови, получаемой при уколе подушечки пальца.

читать

Нанотехнологии против эпидемий

Технология Gene-RADAR может быть использована не только для выявления заболеваний конкретного человека. Данные, загруженные в «облако» со множества устройств Gene-RADAR, позволяют определить распространение эпидемий.

читать

Экспресс-диагностика чувствительности бактерий к антибиотикам

Если кантилевер обработать раствором антибиотика, эффективного против бактерий данного штамма, его колебания стихают; параллельное воздействие на несколько кантилеверов позволяет буквально за минуты подобрать действенное лекарство.

читать

Наношарики для чистки крови

Для предотвращения сепсиса кровь пациента пропускают через «искусственную селезенку», в которой бактерии прилипают к наночастицам, покрытым распознающим патогены и эндотоксины белком.

читать

Антигрибковые нановолокна из пластиковых отходов

Самособирающиеся нановолокна на основе полиэтилентерефталата безопасны для человека и эффективно уничтожают патогенные грибки, не вызывая у них лекарственной устойчивости.

читать