_ Noul senzor electrochimic detectează bacteriile periculoase

Cercetătorii de la Universitatea Goethe din Frankfurt și de la Universitatea Kiel au dezvoltat un senzor nou pentru detectarea bacteriilor. Se bazează pe un cip cu un strat de suprafață inovator care asigură că doar microorganismele foarte specifice aderă la senzor, cum ar fi anumiți agenți patogeni.

Cu cât numărul de organisme este mai mare, cu atât semnalul electric generat de cip este mai puternic. . În acest fel, senzorul este capabil nu numai să detecteze bacteriile periculoase cu un nivel ridicat de sensibilitate, ci și să determine concentrația acestora. Cercetarea este publicată în jurnalul ACS Applied Materials & Interfaces.

În fiecare an, infecțiile bacteriene provoacă câteva milioane de vieți în întreaga lume. De aceea, detectarea microorganismelor dăunătoare este crucială – nu numai în diagnosticarea bolilor, ci și, de exemplu, în producția de alimente. Cu toate acestea, metodele disponibile până acum sunt adesea consumatoare de timp, necesită echipamente costisitoare sau pot fi folosite doar de specialiști. Mai mult decât atât, adesea nu pot face distincția între bacteriile active și produsele lor de degradare.

În schimb, metoda nou dezvoltată detectează doar bacteriile intacte. Se folosește de faptul că microorganismele atacă întotdeauna anumite celule ale corpului, pe care le recunosc din structura moleculei specifice de zahăr a acestora din urmă.

Această matrice, cunoscută sub numele de glicocalix, diferă în funcție de tipul de celulă. Servește, ca să spunem așa, ca un identificator pentru celulele corpului. Aceasta înseamnă că, pentru a captura o anumită bacterie, trebuie doar să cunoaștem structura recunoscută în glicocalixul celulei gazdă preferate și apoi să folosim aceasta ca „momeală”.

Acesta este exact ceea ce au făcut cercetătorii. „În studiul nostru, am vrut să detectăm o tulpină specifică a bacteriei intestinale Escherichia coli – sau pe scurt E. coli”, explică profesorul Andreas Terfort de la Institutul de Chimie Anorganică și Analitică de la Universitatea Goethe din Frankfurt.

„Știam ce celule infectează de obicei agentul patogen. Am folosit acest lucru pentru a ne acoperi cip cu un glicocalix artificial care imită suprafața acestor celule gazdă. În acest fel, doar bacteriile din tulpina vizată de E. coli aderă la senzor”.

E. coli are multe brațe scurte, cunoscute sub numele de pili, pe care bacteria le folosește pentru a recunoaște glicocalixul gazdei sale și pentru a se agăța de el. „Bacterii își folosesc pili-ul pentru a se lega de senzor în mai multe locuri, ceea ce le permite să rămână foarte bine”, spune Terfort.

În plus, structura chimică a glicocalixului artificial este de așa natură încât microbii fără brațele drepte alunecă de pe el — ca un ou de pe o tigaie bine unsă. Acest lucru asigură că, într-adevăr, doar bacteriile patogene E. coli sunt reținute.

Dar cum au putut oamenii de știință să coroboreze că bacteriile au fost într-adevăr atașate de glicocalixul artificial? „Am legat moleculele de zahăr de un polimer conducător”, explică Sebastian Balser, cercetător doctoral sub profesorul Terfort și primul autor al lucrării. „Prin aplicarea unei tensiuni electrice prin aceste „fire”, putem citi câte bacterii s-au legat de senzor.”

Studiul documentează cât de eficient este acest lucru: cercetătorii au amestecat agenți patogeni din E țintă. tulpina de .coli printre bacteriile inofensive E. coli în diferite concentrații. „Senzorul nostru a fost capabil să detecteze microorganismele dăunătoare chiar și în cantități foarte mici”, explică Terfort. „Mai mult, cu cât concentrația bacteriilor vizate este mai mare, cu atât semnalele emise sunt mai puternice.”

Hârtia este dovada inițială că metoda funcționează. În pasul următor, grupurile de lucru implicate doresc să investigheze dacă acesta trece și testul în practică. Utilizarea acestuia în regiunile în care nu există spitale cu diagnosticare de laborator sofisticate este posibilă, de exemplu.

(Fluierul)

Inapoi