Исследователи из Миннесотского университета (UMN) разработали метод скрининга и выявления вредных или устойчивых к антибиотикам бактерий в течение одного часа с помощью портативного люминометра. Традиционные методы диагностики часто требуют сложного оборудования и лабораторных работ, которые могут занять несколько дней. Новый метод использует хемилюминесценцию или испускание света во время химической реакции. Он был разработан для пищевой промышленности и может также использоваться в медицинских учреждениях.
В исследовании, опубликованном в журнале Advanced He althcare Materials, исследователи из Колледжа пищевых, сельскохозяйственных и природных ресурсов и Колледжа науки и инженерии UMN продемонстрировали новую технологию, проанализировав мазки с поверхности и образцы мочи на наличие небольшие концентрации метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA), бактерии, которая вызывает более 11 000 смертей в США. С. каждый год.
«Большим препятствием для обнаружения микробов в пищевой промышленности является стоимость и невозможность обнаружить вредные бактерии в разумные сроки», - сказал Джон Брокгрейтенс, аспирант, участвовавший в исследовании Департамента биопродуктов и биосистемной инженерии.. «Мы пытаемся разработать недорогой и быстрый способ обнаружения микробов, который можно использовать без серьезного обучения».
Для выявления микроорганизмов зеленое золото в виде треугольных нанопластин было объединено с восстановителем и люминолом. Это вызвало сильную хемилюминесцентную реакцию, которая была стабильной в течение 10 минут. Когда исследователи вводили в комбинацию MRSA и другие микроорганизмы, они поглощали золотые нанопластинки, вызывая снижение интенсивности хемилюминесценции пропорционально концентрации микробов. Это указывало на присутствие микроорганизмов.
«Быстрое обнаружение микробов менее чем за два часа жизненно важно не только для предотвращения пищевых отравлений, но и для борьбы с устойчивостью к противомикробным препаратам, помогая врачам принимать обоснованные решения перед назначением антибиотиков», - сказал Абденнур Аббас, профессор кафедры Bioproducts and Biosystems Engineering, который руководил исследованиями.«Необходима дополнительная работа, чтобы применить эту технологию к более сложным образцам, таким как продукты питания и сельскохозяйственные культуры, но мы надеемся, что прогресс в этой области продолжится».
Исследователи также представили новую концепцию, называемую микробным макромолекулярным экранированием, для специфической идентификации MRSA. Полимер, специфичный для MRSA, был добавлен в тот же образец, где он поглощал и окружал бактерии MRSA, предотвращая их потребление золотых нанопластин. Это увеличило интенсивность хемилюминесценции, что указывает на присутствие MRSA.
Необходимы дополнительные исследования, прежде чем метод можно будет использовать в реальных приложениях, но исследователи стремятся сделать этот процесс быстрее и проще для промышленного использования.
В пищевой промышленности такие продукты, как переработанное мясо, сыр, йогурт и молоко, содержат много других конкурирующих компонентов, таких как белки и другие клетки, которые вам необходимо эффективно отфильтровать, прежде чем вы сможете определить, что вы ищете. для, - сказал Брокграйтенс.«Мы знаем, что наше направление состоит в том, чтобы продолжать изучать некоторые из этих клеточных взаимодействий и делать весь этот процесс либо автоматизированным, либо одноэтапным».