Нанотехнологии упрощают идентификацию биооружия
Разработан экспресс-метод идентификации малого количества практически любых бактерий, основанный на "скрещивании" наноматериалов с живыми организмами.
Как утверждают ученые, новая технология может послужить основой для производства ручных экспресс-анализаторов практически любых организмов - как обычных бактерий (E. Coli), так и болезнетворных (сибирская язва). Также с их помощью можно будет сконструировать быстродействующие системы по обнаружению биологического оружия.
Традиционные методы по идентификации микроорганизмов занимают много времени и требуют применения специального оборудования. Необходимо также вырастить культуру бактерий, что занимает несколько дней. Новый метод основан на экспресс-анализе бактериальной среды с помощью бактериофагов и квантовых точек.
Ранее ученые уже пытались использовать квантовые точки для экспресс-анализа. Была изготовлена матрица нанострун, покрытая квантовыми точками с биологическими маркерами, на которые осаждались бактерии определенного типа. Изменение проводимости нанострун в результате присоединения бактерий позволяло сделать вывод об их концентрации в культуре.
Теперь ученые из Национального ракового института и Национального института стандартов и технологий (National Cancer Institute и National Institute of Standards and Technology) решили "скрестить" наноматериалы с живыми организмами. В качестве живых биомаркеров были использованы бактериофаги, инфицирующие только определенные виды бактерий, сообщает EurekAlert. Особенность метода с использованием бактериофагов-анализаторов заключается в производстве зараженными клетками специальных белков, к которым прикрепляются флуоресцентные квантовые точки - наночастицы полупроводников, дающие более сильные флуоресцентные сигналы, чем обычные метки-красители. Также они более устойчивы к длительному воздействию света.
Геном бактериофагов специально изменен методами генной инженерии таким образом, чтобы бактериофаги выделяли на своей поверхности белки определенного вида. Когда происходит размножение фагов в пораженной клетке, она производит большое количество белка-маркера, который легко входит в адгезию с квантовыми маркерами. Весь процесс занимает всего час.
Результат - концентрацию бактерий можно легко оценить с помощью обычного светового микроскопа или проточной цитометрии. Пока с помощью нового метода за час можно идентифицировать до 10 различных бактерий в культуре и оценить их концентрацию. Как считают авторы исследования, новый метод может получить широкое распространение в будущем при его интеграции с автоматизированной цитометрией.
|
