منوعات

جهاز استشعار كهروكيميائي جديد يكتشف البكتيريا الخطرة

قام باحثون من جامعتي جوته فرانكفورت وكيل بتطوير جهاز استشعار جديد للكشف عن البكتيريا. يعتمد على شريحة ذات طلاء سطحي مبتكر. وهذا يضمن أن الكائنات الحية الدقيقة المحددة جدًا فقط هي التي تلتصق بالمستشعر، مثل بعض مسببات الأمراض. كلما زاد عدد الكائنات الحية، أصبحت الإشارة الكهربائية التي تولدها الشريحة أقوى. وبهذه الطريقة، لا يتمكن المستشعر من اكتشاف البكتيريا الخطيرة ذات الحساسية العالية فحسب، بل يمكنه أيضًا تحديد تركيزها.

في كل عام، تقتل الالتهابات البكتيرية عدة ملايين من الأشخاص حول العالم. ولهذا السبب يعد اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة الضارة أمرًا بالغ الأهمية، ليس فقط لتشخيص الأمراض ولكن أيضًا، على سبيل المثال، في إنتاج الغذاء. ومع ذلك، فإن الطرق المتاحة حتى الآن غالبًا ما تستغرق وقتًا طويلاً، وتتطلب معدات باهظة الثمن أو لا يمكن استخدامها إلا من قبل المتخصصين. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يكونون غير قادرين على التمييز بين البكتيريا النشطة ومنتجات اضمحلالها.

وفي المقابل، فإن الطريقة المطورة حديثًا تكتشف فقط البكتيريا السليمة. إنه يستغل حقيقة أن الكائنات الحية الدقيقة تهاجم فقط خلايا معينة في الجسم، والتي تتعرف عليها بفضل البنية المحددة لجزيئات السكر الخاصة بها. تختلف هذه المصفوفة، التي تسمى الجليكوكليكس، اعتمادًا على نوع الخلية. إنه يعمل، إذا جاز التعبير، كمعرف لخلايا الجسم. وهذا يعني أنه من أجل التقاط بكتيريا معينة، يحتاج المرء ببساطة إلى معرفة البنية التي يمكن التعرف عليها للكؤوس السكرية للخلية المضيفة المفضلة لها ثم استخدامها كـ “طعم”.

وهذا بالضبط ما فعله الباحثون. “في دراستنا، أردنا اكتشاف سلالة معينة من البكتيريا المعوية الإشريكية القولونية — أو بكتريا قولونية باختصار، يشرح البروفيسور أندرياس تيرفورت من معهد الكيمياء غير العضوية والتحليلية بجامعة غوته في فرانكفورت. “لقد عرفنا الخلايا التي يصيبها العامل الممرض عادة. استخدمناها لتغليف رقاقتنا بالكنان السكري الاصطناعي الذي يحاكي سطح هذه الخلايا المضيفة. بهذه الطريقة، فقط البكتيريا من المنطقة المستهدفة بكتريا قولونية يلتصق الضغط بالمستشعر.

بكتريا قولونية تمتلك العديد من الأذرع القصيرة، تسمى الشعيرات، والتي تستخدمها البكتيريا للتعرف على الكأس السكري الخاص بمضيفها والتشبث به. يوضح تيرفورت: “تستخدم البكتيريا أشعارها للارتباط بالمستشعر في أماكن متعددة، مما يسمح لها بالالتصاق بشكل جيد”. بالإضافة إلى ذلك، فإن التركيب الكيميائي للكنان السكري الاصطناعي يجعل الميكروبات التي تفتقر إلى الذراع اليمنى تنزلق عبره – مثل بيضة في مقلاة مدهونة جيدًا. وهذا يضمن أن مسببات الأمراض فقط بكتريا قولونية يتم الاحتفاظ بالبكتيريا.

ولكن كيف تمكن العلماء من التأكد من أن البكتيريا كانت مرتبطة فعليًا بالكنان السكري الاصطناعي؟ يوضح سيباستيان بالسر، طالب الدكتوراه مع البروفيسور تيرفورت والمؤلف الأول للورقة البحثية: “لقد ربطنا جزيئات السكر ببوليمر موصل”. “من خلال تطبيق الجهد الكهربائي من خلال هذه الأسلاك، يمكننا قراءة عدد البكتيريا التي ارتبطت بالمستشعر.”

وتوضح الدراسة فعالية هذه الطريقة: حيث قام الباحثون بخلط مسببات الأمراض من المناطق المستهدفة بكتريا قولونية التوتر بين غير مؤذية بكتريا قولونية البكتيريا بتركيزات مختلفة. يوضح تيرفورت: “لقد كان جهاز الاستشعار الخاص بنا قادرًا على اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة الضارة حتى بكميات صغيرة جدًا”. “بالإضافة إلى ذلك، كلما زاد تركيز البكتيريا المستهدفة، كلما كانت الإشارات المنبعثة أقوى.”

الورقة هي أول دليل على نجاح الطريقة. وفي الخطوة التالية، تريد مجموعات العمل ذات الصلة التحقق مما إذا كان هذا أيضًا يصمد أمام الاختبار العملي. ومن الممكن استخدامه في المناطق التي لا توجد بها مستشفيات ذات تشخيصات مختبرية متطورة، على سبيل المثال.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى