Постукивание по бактериям с помощью графенового барабана

ENGINEERINGNET.BE — Если мы слышим бактерии, мы можем сказать, живы они или нет. Когда вы убиваете бактерии с помощью антибиотиков, звуки прекращаются — если только бактерии не устойчивы к антибиотикам.

Это именно то, чего удалось добиться группе исследователей из Технического университета Делфта во главе с доктором Фарбодом Алиджани: они зафиксировали минимальный звук одной бактерии с помощью графена.

Команда Алиджани изначально изучала основы механики графена, но в какой-то момент они задались вопросом, что произойдет, если этот высокочувствительный материал вступит в контакт с одним биологическим объектом.

Исследовательская группа инициировала сотрудничество с группой нанобиологов Сеса Деккера и группой наномехаников Питера Стейнкена из Технического университета Делфта. Команда провела первые эксперименты с бактериями Escherichia coli.

Декер: «То, что мы увидели, было поразительно. Когда одиночная бактерия прилипает к головке графенового барабана, возникают случайные колебания шириной в несколько нанометров, которые мы можем обнаружить. Мы можем слышать звук одиночной бактерии!»

Очень малые колебания являются результатом биологических процессов в бактериях, причем наибольшую долю составляют жгутики. Это хвосты на поверхности клеток, которые бактерии используют для передвижения.

«Эти удары хлыстом по графену по меньшей мере в 10 миллиардов раз меньше, чем удар боксера по боксерской груше. Однако эти наноразмерные удары можно преобразовать в саундтреки и прослушать», — сказал Аллегани.

Исследование имеет огромное значение для обнаружения резистентных бактерий. Результаты эксперимента были однозначными: если бактерии были устойчивы к антибиотику, колебания сохранялись на прежнем уровне.

Когда бактерии были чувствительны к препарату, толчки стихали на час-два, а затем полностью исчезали. Благодаря высокой чувствительности графеновых бочек это явление может обнаружить только одна бактерия.

Алиджани: «В будущем мы хотим улучшить и проверить эту платформу с помощью различных клинических образцов, чтобы в конечном итоге ее можно было использовать в качестве диагностического инструмента для быстрого выявления устойчивости к антибиотикам в клинической практике».