Čipi, svetloba in kodiranje premikajo frontalno črto pri premagovanju bakterij

KOMU ZVONI - DRUŠTVO MRTVIH PESNIKOV (DMP) - music video (Junij 2019).

Anonim

Neverjeten boj proti bakterijam se je v zameno za človeštvo zavzel z napovedjo orodja, ki bi lahko dalo prednost pri raziskavah drog.

Bakterijska odpornost proti antibiotikom je v zadnjih letih povzročila zaskrbljujoče naslove, saj je možnost, da se običajno zdravljenje v zdravstvenem zavodu zastarela, sproži alarmne zvonce.

Učinkovitejši načini preizkušanja zamenjave so nujno potrebni in ekipa z Okinavskega inštituta za znanost in tehnologijo (OIST) je pravkar našla eno.

V svojem članku, objavljenem v ACS senzorjih, znanstveniki gledajo na mikrobno strukturo, imenovano biofilmsko-bakterijske celice, ki se združijo v slinčevo matriko.

Ti so koristni za bakterije, celo za odpornost na konvencionalne antibiotike. Z lastnostmi, kot so ti, so lahko biofilmi nevarni, ko onesnažujejo okolje in industrijo; vse od preprečevanja proizvodnje hrane do zamašitev cevi za čiščenje odplak. Biofilmi lahko postanejo smrtni, če pridejo v zdravstvene ustanove.

Razumevanje, kako se oblikujejo biofilme, je ključnega pomena pri iskanju načinov za njihovo premagovanje, ta študija pa je združila znanstvenike OIST iz biotehnologije, nanotehnologije in programske opreme za reševanje problema.

Ekipa se je osredotočila na kinetiko montaže biofilmov - biokemične reakcije, ki omogočajo bakterijam, da proizvajajo svojo vezano matrično strukturo. Zbiranje inteligence o tem, kako te reakcije delujejo, lahko veliko pove o tem, kaj lahko droge in kemikalije uporabijo za njihovo preprečevanje.

Timu ni bilo na voljo nobenih orodij, ki bi jim omogočile spremljanje rasti biofilma s pogostostjo, ki jo potrebujejo za jasno razumevanje tega. Torej so spremenili obstoječe orodje na lastno zasnovo.

Dr. Nikhil Bhalla, ki dela v oddelku za mikro / bio / nanofluidiko OIST-a, ki jo vodi profesor Amy Shen, je prišel do nanometra, da bi našel rešitev: "Ustvarili smo majhne čipe z majhnimi strukturami za E. coli, da bi rasli", je dejal. "Narejene so v gobastih nano-strukturah s steblom silicijevega dioksida in z zlatom."

Zdaj je morala vsa ekipa najti nekaj bakterij za delo. Doseganje OIST-jevemu oddelku za strukturno celično biologijo je ekipi pomagal dr. Bill Söderström, ki je za študijsko skupino dobavil zaloge E. coli na površini nanomiških čipov.

Ko so te nanomušnice izpostavljene usmerjenemu žarku svetlobe, jih absorbirajo z lokalizirano površinsko plazmonsko resonanco (LSPR). Z merjenjem razlike med svetlobnimi valovnimi dolžinami, ki vstopajo in izstopajo iz čipa, bi znanstveniki lahko opazovali bakterije, ki rastejo okoli gob v strukturi, ne da bi motile svoje preizkušance in vplivale na njihove rezultate.

"To je prvič, da smo uporabili to senzorsko tehniko za preučevanje bakterijskih celic, " je dejal dr. Riccardo Funari, rezidenčni biotehnolog, "vendar problem, ki smo ga ugotovili, je, da ga ne moremo spremljati v realnem času."

Zagotavljanje konstantnega toka podatkov iz njihove nastavitve LSPR je bilo mogoče, vendar je zahtevalo, da je popolnoma funkcionalen celoten novi programski paket. Na srečo je raziskovalnemu tehniku ​​Kang-yu Chu pomagal pri reševanju problema s programiranjem.

"Izdelali smo samodejni merilni program z instant analizo, ki temelji na obstoječi programski opremi, ki omogoča obdelavo podatkov z enim klikom. Zelo zmanjšalo je vključeno ročno delo in odpravljamo kakršnekoli težave s poskusom, ko se zgodijo", je dejal Kang-yu.

Zdaj te tri discipline združijo, da izdelajo orodje, ki se lahko uporablja v praktično vsakem laboratoriju, in načrti so, da bi miniaturirali tehnologijo v prenosno napravo, ki bi jo lahko uporabili v številnih aplikacijah za biosenzuro.

"Nadaljujemo študije o klinično pomembnih mikroorganizmih, " je dejal dr. Funari, "in res smo navdušeni nad aplikacijami. To bi lahko bilo odlično orodje za testiranje prihodnjih zdravil na veliko različnih vrst bakterij." Za zdaj vsaj ljudje prevzamejo vodilno vlogo v bakterijski bitki.

menu
menu