.png)
آیا تا به حال فکر کرده اید که باکتریها صداهای متمایز تولید میکنند؟ اگر می‌توانستیم به باکتریها گوش دهیم، می‌توانستیم بدانیم که آیا آنها زنده هستند یا نه. وقتی باکتریها با استفاده از آنتی‌بیوتیک از بین می‌روند، آن صداها قطع میشود، مگر اینکه باکتریها به آنتی‌بیوتیک مقاوم باشند. این دقیقاً همان کاری است که گروهی از پژوهشگران دانشگاهTU Delft به رهبری دکتر فربد علیجانی موفق به انجام آن شده‌اند! آنها صدای سطح پایین یک باکتری را با استفاده از گرافن ضبط کردند. اکنون پژوهش آنها در Nature Nanotechnology منتشر شده است.
صدای یک باکتری
گروه فربد علیجانی در ابتدا به دنبال مبانی مکانیک گرافن بودند، اما در نقطه‌ای مشخص به این فکر افتادند که اگر این ماده بسیار حساس با یک جسم زیستی منفرد تماس پیدا کند، چه اتفاقی می‌افتد. علیجانی میگوید: "گرافن شکلی از کربن است که از یک لایه اتم تشکیل شده و به عنوان مادهی شگفت انگیز نیز شناخته میشود. گرافن بسیار محکم و با خواص الکتریکی و مکانیکی خوب است، همچنین به نیروهای خارجی بسیار حساس است." گروه پژوهشگران همکاری با گروه نانوبیولوژی Cees Dekker و گروه نانومکانیک Peter Steeneken را آغاز کردند. همراه با دانشجوی دکتری Irek Roslon و فوق دکتری Aleksandre Japaridze، این گروه اولین آزمایش خود را با باکتری E. coli انجام دادند. Cees Dekker میگوید: "آنچه ما دیدیم شگفت‌انگیز بود. وقتی یک باکتری به سطح یک درام گرافنی می‌چسبد، نوسان‌های تصادفی با دامنه‌های کمتر از چند نانومتر ایجاد می‌کند که قادر به تشخیص آنها بودیم. ما می‌توانیم صدای یک باکتری را بشنویم. "
زدن درام گرافن با یک باکتری
نوسانات بسیار کوچک در نتیجه فرآیندهای زیستی باکتریها با سهم اصلی تاژکهای آنها (دم روی سطح سلول که باکتریها را به حرکت در میآورد) است. علیجانی میگوید: "برای درک اینکه این ضربات تاژک‌دار روی گرافن چقدر ریز هستند، باید گفت که آنها حداقل ۱۰ میلیارد برابر کوچک‌تر از ضربه مشت‌زنان در هنگام رسیدن به کیسه پانچ هستند."
گرافن برای تشخیص سریع مقاومت آنتی بیوتیکی
این پژوهش پیامدهای بسیار زیادی برای تشخیص مقاومت آنتی بیوتیکی دارد. نتایج تجربی واضح بود: اگر باکتریها به آنتی بیوتیک مقاوم بودند، نوسانات فقط در همان سطح ادامه مییافت. زمانی که باکتریها به دارو حساس شدند، ارتعاشات تا یکی دو ساعت بعد کاهش یافت، اما پس از آن کاملاً از بین رفتند. به لطف حساسیت بالای درامهای گرافن، این پدیده تنها با استفاده از یک سلول قابل تشخیص است. علیجانی میگوید: «برای آینده، هدف ما بهینه‌سازی پلت فرم حساسیت آنتی‌بیوتیکی تک سلولی گرافن و اعتبارسنجی آن در برابر انواع نمونه‌های بیماری‌زا است تا در نهایت بتوان از آن به عنوان یک ابزار تشخیصی مؤثر برای تشخیص سریع مقاومت آنتی‌بیوتیکی پژوهشهای بالینی استفاده کرد." Steenekenمیگوید: "این یک ابزار ارزشمند در مبارزه با مقاومت آنتی‌بیوتیکی است که تهدیدی فزاینده برای سلامت انسان در سراسر جهان است."
منبع: https://nano-magazine.com/news/۲۰۲۲/۴/۱۹/bacterial-soundtracks-revealed-by-graphene-membrane
|