BREISGAU, Nemčija, 10. november 2021 — Raziskovalci iz Fraunhoferjevega inštituta za fizikalne merilne tehnike (Fraunhofer IPM), ki delajo skupaj s tistimi z univerze Ludwig Maximilian v Münchnu, so razvili postopek za hitro povečanje odpornosti proti antibiotikom v svetovnem merilu. odkrivanje patogenov, odpornih na več zdravil. Metoda je dovolj občutljiva, da lahko za odkrivanje patogena uporabi eno samo molekulo DNK.

Iskanje najučinkovitejšega antibiotika pogosto zahteva informacije o genomu bakterije, ki običajno niso na voljo v medicinskih praksah. Običajno je potrebno laboratorijsko testiranje, kar iskanju doda čas in zapletenost. Metoda, ki so jo razvili raziskovalci, pospešuje proces z uporabo mikrofluidnega čipa za odkrivanje in analizo posameznih molekul. Poudarek projekta SiBoF (ojačevalniki signalov za fluorescenčne teste v molekularni diagnostiki) je na metodi odkrivanja na mestu oskrbe, ki je enostavna za uporabo. Raziskovalci predvidevajo, da se bo platforma uporabljala kot del diagnostike na bolniških oddelkih ali v medicinskih praksah kot alternativa uveljavljenim analizam verižne reakcije s polimerazo.
Kompaktna naprava za odkrivanje patogenov, odpornih na več zdravil, samodejno izvede vse faze reakcije in zagotovi rezultat v eni uri. Za odkrivanje zadostuje že ena sama molekula DNK. Z dovoljenjem Fraunhofer IPM
Skupina raziskovalcev v Nemčiji je razvila postopek za hitro odkrivanje patogenov, odpornih na več zdravil. Postopek uporablja kompaktno napravo, ki samodejno izvede vse faze reakcije in zagotovi rezultat v eni uri. Za odkrivanje zadostuje že ena sama molekula DNK. Z dovoljenjem Fraunhofer IPM.
Prenosna, kompaktna testna platforma je opremljena z avtomatiziranim fluidnim sistemom, v katerem so shranjeni vsi potrebni reagenti. Vbrizgano oblikovan mikrofluidni čip je vgrajen v predal v testnem sistemu, kjer se pred optično analizo oskrbi s potrebnimi reagenti skozi fluidni sistem.

»Zaznamo del verige DNK patogena. Z uporabo našega novega postopka za to zadostuje že ena sama molekula DNK, ki se veže na določeno mesto na mikrofluidnem čipu. Fluidni kanali so integrirani v čip – katerih površine so premazane z veznimi mesti za specifične patogene,« je pojasnil Benedikt Hauer, vodja projekta in raziskovalec pri Fraunhofer IPM.

Naprava za oskrbo ima miniaturiziran fluorescenčni mikroskop visoke ločljivosti. Posebno razvita programska oprema za analizo slik identificira posamezne molekule, kar omogoča štetje zajetih ciljnih molekul, da se zagotovi kvantitativni rezultat. Fluorescenca se stimulira z LED diodami, ki so pritrjene pod kartušo, ki vsebuje fluidne kanale.

Običajno se ciljne molekule DNK zaznajo s pomočjo specifičnih fluorescenčnih markerjev. Nova metoda uporablja antene z nanometrskimi kroglicami, ki ojačajo optične signale teh označevalcev in odpravljajo odvisnost od kemičnega ojačanja s PCR.

"Optične antene so sestavljene iz kovinskih delcev nanometrske velikosti, ki koncentrirajo svetlobo v majhnem območju in pomagajo oddajati svetlobo - podobno kot makroskopske antene z radijskimi valovi," je dejal Hauer. Kovinski delci so kemično vezani na površino čipa.

Struktura molekul DNK, ki so jo raziskovalci označili kot DNK origami, drži oba zlata nanodelca na mestu. Med nanodelci struktura zagotavlja vezavno mesto za ustrezno ciljno molekulo in fluorescenčni marker. Patentirana oblika je osnova za novo tehnologijo analize.