BREISGAU, Njemačka, 10. studenog 2021. — Navodeći globalno povećanje otpornosti na antibiotike, istraživači s Fraunhofer instituta za tehnike fizikalnog mjerenja (Fraunhofer IPM), koji rade zajedno s onima sa Sveučilišta Ludwig Maximilian u Münchenu, razvili su proces za brzo otkrivanje višestruko rezistentnih patogena. Metoda je dovoljno osjetljiva da može koristiti jednu molekulu DNK za otkrivanje patogena.

Pronalaženje najučinkovitijeg antibiotika često zahtijeva informacije o genomu bakterije, koje obično nisu dostupne u medicinskim ordinacijama. Obično je potrebno laboratorijsko testiranje, što dodaje vrijeme i složenost pretraživanju. Metoda koju su razvili istraživači ubrzava proces, koristeći mikrofluidni čip za otkrivanje i analizu pojedinačnih molekula. Fokus projekta SiBoF (pojačivači signala za testove fluorescencije u molekularnoj dijagnostici) leži na metodi detekcije na mjestu njege koja je jednostavna za korištenje. Istraživači predviđaju da će se platforma koristiti kao dio dijagnostike na bolničkim odjelima ili u medicinskim praksama kao alternativa uspostavljenim analizama lančane reakcije polimeraze.
Kompaktni uređaj za otkrivanje patogena otpornih na više lijekova automatski izvodi sve faze reakcije i daje rezultat u roku od jednog sata. Za detekciju je dovoljna čak i jedna molekula DNK. Ljubaznošću Fraunhofer IPM
Tim istraživača u Njemačkoj razvio je proces za brzo otkrivanje patogena otpornih na više lijekova. Proces koristi kompaktni uređaj koji automatski izvodi sve faze reakcije i daje rezultat unutar jednog sata. Za detekciju je dovoljna čak i jedna molekula DNK. Ljubaznošću Fraunhofer IPM.
Prijenosna, kompaktna platforma za ispitivanje opremljena je automatiziranim fluidnim sustavom u kojem su pohranjeni svi potrebni reagensi. Injekcioni mikrofluidni čip ugrađen je u ladicu u sustavu za ispitivanje, gdje se opskrbljuje potrebnim reagensima kroz fluidni sustav prije nego što se izvrši optička analiza.

“Otkrivamo dio lanca DNK patogena. Koristeći naš novi proces, za to je dovoljna čak i jedna molekula DNK koja se veže na određeno mjesto na mikrofluidnom čipu. Fluidni kanali su integrirani u čip - čije su površine premazane veznim mjestima za specifične patogene,” objasnio je Benedikt Hauer, voditelj projekta i znanstveni znanstvenik u Fraunhofer IPM.

Uređaj za njegu ima minijaturizirani fluorescentni mikroskop visoke razlučivosti. Posebno razvijen softver za analizu slike identificira pojedinačne molekule, što omogućuje prebrojavanje uhvaćenih ciljnih molekula kako bi se postigao kvantitativni rezultat. Fluorescencija se stimulira pomoću LED dioda, koje su pričvršćene ispod uloška koji sadrži fluidne kanale.

Obično se ciljane molekule DNA detektiraju pomoću specifičnih fluorescentnih markera. Nova metoda koristi antene s kuglicama veličine nanometara, koje pojačavaju optičke signale ovih markera i eliminiraju oslanjanje na kemijsko pojačanje putem PCR-a.

"Optičke antene sastoje se od metalnih čestica nanometarske veličine koje koncentriraju svjetlost u sićušnom području i također pomažu u emitiranju svjetlosti - baš kao što to čine makroskopske antene s radio valovima", rekao je Hauer. Metalne čestice kemijski su vezane za površinu čipa.

Struktura molekula DNK, koju su istraživači klasificirali kao DNK origami, drži obje nanočestice zlata na mjestu. Između nanočestica, struktura osigurava vezno mjesto za odgovarajuću ciljnu molekulu i fluorescentni marker. Patentirani dizajn daje osnovu za novu tehnologiju analize.