Кремний поможет выявить опасные патогены в крови человека

23 апреля 2015 г., четверг

Исследователи из Китая разработали кремниевые чипы, легированные наночастицами серебра, которые могут быстро определять различные образы патогенов в образцах крови. Новая методика представляет собой быструю и дешевую альтернативу существующим методам диагностики. Успешная демонстрация новой технологии говорит о большом потенциале ее применения в клинической диагностике.

Поверхностно-усиленная спектроскопия комбинационного рассеивания [surface-enhanced Raman scattering (SERS)] может решить эти проблемы. Спектроскопия SERS может различать молекулы, анализируя то, как они отражают фотоны, причем такое отражение индивидуально для каждого вещества как отпечатки пальцев. За последние годы спектроскопию комбинационного рассеивания уже несколько раз небезуспешно применяли в клинических исследованиях, однако, по словам Хе, возможности метода пока ограничены – для применения в реальной диагностике необходимо, чтобы метод SERS мог определять бактерии в клинических образцах, а для этого нужно создание высокоэффективной мультифункциональной платформы.

Хе с коллегами удалось создать такую платформу за счет внедрения наночастиц серебра в пластинку из кремния. Для того чтобы такая подложка могла применяться для обнаружения целого ряда бактерий, кремниевые пластинки были модифицированы за счет прививки к поверхности фрагментов 4-меркаптофенилбороновой кислоты – обычного агента для связывания бактерий.

На полученные пластинки из модифицированного кремния наносили человеческую кровь с бактериями Escherichia coli или Staphylococcus aureus и определяли, может ли спектроскопия SERS различить опасные патогены и окружающие их клетки крови. Было обнаружено, что с помощью разработанной подложки спектроскопия SERS может обнаружить оба патогена в количествах, составляющих несколько сотен бактериальных клеток на миллилитр крови. В процессе диагностики также происходило медленное уничтожение бактерий за счет постепенного высвобождения атомов серебра с поверхности субстрата.

Как отмечает Филипп Хоуэс (Philip Howes) из Имперского Колледжа Лондона, то, что делает новая система, похоже на обнаружение иголки в стогу сена – SERS справляется с очень низкой концентрацией клеток-мишеней, окруженных огромным количеством помех. Хоуэс подчеркивает, что успешная демонстрация новой технологии на «инфицированной» человеческой крови вполне позволяет говорить о значительном потенциале возможности применения SERS в клинической диагностике.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2015, DOI: 10.1002/ange.201412294

ПОДПИСАТЬСЯ НА НОВОСТИ
Все материалы сайта доступны по лицензии:
Creative Commons Attribution 4.0 International