Ученые МГУ разработали гибридные оптические датчики, которые способны обнаруживать бактерии и оценивать их антибиотикорезистентность в экспресс-режиме. Это открывает широкие возможности в борьбе с патогенными микроорганизмами, медицинском и экологическом мониторинге.
Для сенсоров придумали смешанную архитектуру. В основе лежат кремниевые нанонити, которые модифицировали биметаллическими частицами золота и серебра. Такая схема сочетает в себе два оптических механизма: интерференционный и спектроскопический. Первый позволяет непосредственно выявлять микроорганизмы по изменению оптической толщины сенсорного слоя, а второй дает возможность определять молекулярный состав клеточной стенки бактерий.
Устройство опробовали на непатогенной бактерии Listeriainnocua, которая имеет сходство с некоторыми патогенными организмами, поэтому часто используется в качестве модельной бактерии для проверки различных диагностических технологий и сенсоров. Датчик показал хорошую выявляемость указанных микробов. Но это лишь половина его функционала, основанная на первом компоненте схемы. Второй компонент позволяет сразу же оценить антибиотикорезистентность.
Непосредственно на поверхности сенсоров бактерии обрабатывались различными антибиотиками, и прибор регистрировал изменения в спектральном сигнале, что отражало реакцию микробов на молекулярном уровне на воздействие препарата. Фиксируя эти показания, исследователи могут определить, насколько эффективно применение того или иного антибиотика для борьбы с бактерией. Причем для этого достаточно первых нескольких часов наблюдений, что превосходит по скорости диагностики классические методики.
Мы создали платформу, сочетающую высокую молекулярную чувствительность, воспроизводимость сигнала и оперативность получения результата. Такие системы обладают потенциалом стать основой компактных диагностических устройств для экспресс-идентификации бактериальных инфекций и подбора эффективной антимикробной терапии непосредственно в месте оказания медицинской помощи.
Растущая устойчивость бактерий к антибиотикам является одной из главных проблем современной медицины. Соответственно, оперативное определение резистентности может сыграть важную роль в терапии. Также методика найдет свое применение в пищевой промышленности и научных исследованиях.
Ранее мы рассказывали о том, что бактерии, живущие на коже, могут действовать как естественный солнцезащитный крем.
