БРЕИСГАУ, Немачка, 10. новембар 2021. — Наводећи повећану отпорност на антибиотике у глобалном порасту, истраживачи са Фраунхофер института за технике физичког мерења (Фраунхофер ИПМ), који раде заједно са онима са Универзитета Лудвиг Максимилијан у Минхену, развили су процес за брзо откривање вишеструко резистентних патогена. Метода је довољно осетљива да може да користи један молекул ДНК за детекцију патогена.

Проналажење најефикаснијег антибиотика често захтева информације о геному бактерије, које обично нису доступне у медицинским праксама. Обично је потребно лабораторијско тестирање, што додаје време и сложеност претрази. Метода коју су развили истраживачи убрзава процес, користећи микрофлуидни чип за откривање и анализу појединачних молекула. Фокус пројекта СиБоФ (појачивачи сигнала за тестове флуоресценције у молекуларној дијагностици) лежи на методи детекције на месту неге која је лака за употребу. Истраживачи предвиђају да ће се платформа користити као део дијагностике на болничким одељењима или у медицинским праксама као алтернатива установљеним анализама ланчане реакције полимеразе.
Компактни уређај за откривање патогена отпорних на више лекова аутоматски изводи све фазе реакције и даје резултат у року од једног сата. Чак и један молекул ДНК је довољан за детекцију. Љубазношћу Фраунхофер ИПМ
Тим истраживача у Немачкој је развио процес за брзо откривање патогена отпорних на више лекова. Процес користи компактни уређај који аутоматски изводи све фазе реакције и даје резултат у року од једног сата. Чак и један молекул ДНК је довољан за детекцију. Љубазношћу Фраунхофер ИПМ.
Преносива, компактна платформа за тестирање је опремљена аутоматизованим флуидним системом, у коме се чувају сви потребни реагенси. Ињекциони микрофлуидни чип је уграђен у фиоку у систему за тестирање, где се снабдева потребним реагенсима кроз флуидни систем пре него што се обави оптичка анализа.

„Откривамо део ланца ДНК патогена. Користећи наш нови процес, чак и један молекул ДНК који се везује за одређено место на микрофлуидном чипу је довољан да то уради. Флуидни канали су интегрисани у чип — чије су површине премазане местима везивања за специфичне патогене“, објаснио је Бенедикт Хауер, менаџер пројекта и научник у Фраунхофер ИПМ.

Уређај на месту одржавања има минијатуризовани флуоресцентни микроскоп високе резолуције. Посебно развијен софтвер за анализу слике идентификује појединачне молекуле, што омогућава да се ухваћени циљни молекули преброје како би се добио квантитативни резултат. Флуоресценција се стимулише помоћу ЛЕД диода, које су причвршћене испод кертриџа који садржи флуидне канале.

Обично се циљни молекули ДНК детектују помоћу специфичних маркера флуоресценције. Нова метода користи антене са перлама величине нанометара, које појачавају оптичке сигнале ових маркера и елиминишу ослањање на хемијско појачавање путем ПЦР-а.

„Оптичке антене се састоје од металних честица нанометарске величине које концентришу светлост у малом региону и такође помажу да се емитује светлост — баш као што макроскопске антене раде са радио таласима“, рекао је Хауер. Металне честице су хемијски везане за површину чипа.

Структура молекула ДНК, коју су истраживачи класификовали као ДНК оригами, држи обе златне наночестице на месту. Између наночестица, структура обезбеђује место везивања за одговарајући циљни молекул и маркер флуоресценције. Патентирани дизајн пружа основу за нову технологију испитивања.