BREISGAU, Saksa, 10. marraskuuta 2021 – Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques -instituutin (Fraunhofer IPM) tutkijat, jotka työskentelevät yhdessä Münchenin Ludwig Maximilian -yliopiston kanssa, ovat kehittäneet prosessin nopeasti kasvavaan antibioottiresistenssiin viitaten. monille lääkkeille vastustuskykyisten patogeenien havaitseminen. Menetelmä on riittävän herkkä voidakseen käyttää yhtä DNA-molekyyliä patogeenien havaitsemiseen.

Tehokkaimman antibiootin löytäminen vaatii usein tietoa bakteerin genomista, jota ei tyypillisesti ole saatavilla lääkärin vastaanotoilla. Laboratoriotestit ovat yleensä tarpeen, mikä lisää aikaa ja monimutkaista hakua. Tutkijoiden kehittämä menetelmä nopeuttaa prosessia käyttämällä mikrofluidisirua yksittäisten molekyylien havaitsemiseen ja analysointiin. SiBoF (signal boosters for fluorescence assays in molecular Diagnostics) -projektin painopiste on helppokäyttöisessä hoitopisteen havaitsemismenetelmässä. Tutkijat odottavat, että alustaa käytetään osana pistediagnostiikkaa sairaaloiden osastoilla tai lääkäreissä vaihtoehtona vakiintuneille polymeraasiketjureaktio-analyyseille.
Kompakti laite useille lääkkeille vastustuskykyisten patogeenien havaitsemiseen suorittaa kaikki reaktion vaiheet automaattisesti ja antaa tuloksen tunnin sisällä. Yksikin DNA-molekyyli riittää havaitsemiseen. Fraunhofer IPM:n luvalla
Saksalainen tutkijaryhmä on kehittänyt prosessin useille lääkkeille vastustuskykyisten patogeenien havaitsemiseksi nopeasti. Prosessissa käytetään kompaktia laitetta, joka suorittaa kaikki reaktion vaiheet automaattisesti ja antaa tuloksen tunnin sisällä. Yksikin DNA-molekyyli riittää havaitsemiseen. Fraunhofer IPM:n luvalla.
Kannettava, kompakti testialusta on varustettu automatisoidulla nestejärjestelmällä, johon kaikki tarvittavat reagenssit säilytetään. Ruiskupuristettu mikrofluidisiru on sisällytetty testijärjestelmän laatikkoon, jossa siihen syötetään tarvittavat reagenssit fluidijärjestelmän kautta ennen optista analyysiä.

”Havaitsemme osan taudinaiheuttajan DNA-juosteesta. Uutta prosessiamme käyttämällä yksikin DNA-molekyyli, joka sitoutuu tiettyyn kohtaan mikrofluidisirulla, riittää tähän. Nestekanavat on integroitu siruun, jonka pinnat on pohjustettu sitoutumiskohdilla tietyille taudinaiheuttajille”, selittää Benedikt Hauer, Fraunhofer IPM:n projektipäällikkö ja tutkija.

Hoitopistelaitteessa on pienikokoinen korkearesoluutioinen fluoresenssimikroskooppi. Erityisesti kehitetty kuva-analyysiohjelmisto tunnistaa yksittäiset molekyylit, mikä mahdollistaa siepattujen kohdemolekyylien laskemisen kvantitatiivisen tuloksen saamiseksi. Fluoresenssi stimuloidaan LEDeillä, jotka on kiinnitetty nestekanavat sisältävän patruunan alle.

Yleensä kohde-DNA-molekyylit havaitaan spesifisten fluoresenssimarkkerien avulla. Uudessa menetelmässä käytetään antenneja, joissa on nanometrin kokoisia helmiä, jotka vahvistavat näiden merkkien optisia signaaleja ja eliminoivat riippuvuuden PCR:n kautta tapahtuvaan kemialliseen vahvistukseen.

"Optiset antennit koostuvat nanometrin kokoisista metallihiukkasista, jotka keskittävät valon pienelle alueelle ja auttavat myös lähettämään valoa - aivan kuten makroskooppiset antennit tekevät radioaaltojen kanssa", Hauer sanoi. Metallipartikkelit sitoutuvat kemiallisesti sirun pintaan.

DNA-molekyylien rakenne, jonka tutkijat luokittelivat DNA-origamille, pitää molemmat kultananohiukkaset paikoillaan. Nanohiukkasten välissä rakenne tarjoaa sitoutumiskohdan vastaavalle kohdemolekyylille ja fluoresenssimarkkerin. Patentoitu muotoilu tarjoaa perustan uudelle määritysteknologialle.