来自波鸿,哥廷根,杜伊斯堡和科隆的研究人员开发了一种检测细菌和感染的新方法。他们使用荧光纳米传感器比已建立的方法更快,更轻松地追踪病原体。塞巴斯蒂安·克鲁斯(SebastianKruß)教授(之前是哥廷根大学)(现为波鸿大学)的一个团队在2020年11月25日在线发表的《自然通讯》杂志上描述了研究结果。

用荧光纳米传感器检测细菌

传统的细菌检测方法需要采集组织样本并进行分析。塞巴斯蒂安·克鲁斯(SebastianKruß)和他的团队希望通过使用微型光学传感器直接在感染部位可视化病原体来消除对样品的需求。

细菌分子存在下的荧光变化

传感器基于直径小于一纳米的改性碳纳米管。如果用可见光照射,它们会发出近红外范围(波长为1,000纳米及以上)的光,这是人类看不到的。当纳米管与环境中的某些分子发生碰撞时,荧光行为会发生变化。由于细菌分泌出特征性的分子混合物,因此传感器发出的光可以指示某些病原体的存在。在当前的论文中,研究团队介绍了用于检测和区分与植入物感染相关的有害病原体的传感器。

“传感器在近红外范围内工作这一事实与光学成像特别相关,因为在此范围内,可以破坏结果的背景信号要少得多,”功能接口和生物系统小组负责人SebastianKruß说。 RUB,并且是鲁尔探索卓越解决集群(Resolv)的成员。由于此波长的光比可见光更深入人体组织,因此即使在伤口敷料下或植入物下,细菌传感器也可以读出。

可以想到其他应用领域

“将来,这将成为光学检测智能植入物上感染的基础,因为将不再需要采样。这样可以快速检测出愈合过程或可能的感染,从而改善患者护理,”哥廷根大学的研究主要作者罗伯特·尼斯勒(RobertNißler)说。“可能的应用领域不仅限于此,”Kruß补充说。“例如,将来在败血症的情况下改善血液培养的快速诊断也是可能的。”

除了波鸿鲁尔大学物理化学II和哥廷根大学物理化学研究所的研究人员外,该研究还包括哥廷根大学医学中心医学微生物学,科隆大学医院和弗劳恩霍夫大学微电子研究所的研究人员。杜伊斯堡的电路与系统。