Когда у пациента диагностируют бактериальную инфекцию, медикам необходимо идентифицировать вид бактерии, прежде чем лечить инфекцию. Проблема в том, что этот процесс может занять несколько дней и зачастую требует специального оборудования, которого нет во многих больницах. Но теперь ученым удалось объединить микрочастицы и молекулы и сформировать новый динамический дуэт, который может помочь ускорить и упростить процесс идентификации бактерий.
Разработанная исследователями из Института физической химии польской Академии наук методика использует биоконъюгаты – комплексы, созданные на основе микрочастиц и биомолекул. В данном случае, биомолекулы состоят из бактериофага Т4, вируса, который нападает на бактерии E. coli. Микрочастицы, в свою очередь, обладают люминесцентными и магнитными свойствами, которые очень важны для работы с такими малыми по размеру объектами.
«Мы начали поиск недорогих, коммерчески доступных микрочастиц, которые бы соответствовали нашим требованиям», — рассказывает Марта Янжук-Рихтер, один из авторов исследования: «Выяснилось, что соответствующие частицы уже существуют — причем именно те, что мы искали! Их поверхность оказалась покрыта именно теми химическими функциональными группами, которые позволяли использовать практически любой тип бактериофага».
Используемые биоконъюгаты состоят из магнитных флуоресцентных микрочастиц с двумя или тремя бактериофагами, которые прилагаются к каждому из них. Таким образом, бактериофаги и микрочастицы, связанные друг с другом, светятся, магнитятся и связывают только один вид бактерий. Эти функции позволяют использовать биоконъюгаты для изучения образца на наличие определенной бактерии. Небольшое количество биоконъюгатов добавляется в пищу или питье пациента, и они благодаря бактериофагам будут искать бактерии. Затем биоконъюгаты можно легко собрать магнитом. Затем их необходимо пропустить через проточный цитометр, довольно распространенное и недорогое оборудование, которое часто используется для проведения анализов крови. В этом устройстве раствор через очень узкие сопла, поэтому крупные частицы и клетки перемещаются по ней по очереди, это позволяет разделить их. Биоконъюгаты необходимо проанализировать с помощью лазеров и детекторов, которые измеряют, как свет отражается от отдельных частиц.
«Измерения в цитометре, как правило, занимает около минуты», — говорит Лукаш Рихтер, один из авторов исследования: «В результате анализа рассеивания света мы можем легко определить, содержит ли образец бактерии, которые мы ищем, и если да, то в какой концентрации».
