Ученые Московского физико-технического института (МФТИ) и Московского государственного университета им. Ломоносова (МГУ) разработали плазмонные чернила на основе наночастиц золота для моментальной диагностики возбудителя тяжелых внутрибольничных инфекций — синегнойной палочки. Достаточно взять мазок ватным тампоном, нанести на него плазмонные чернила и поднести портативный спектрометр — результат будет готов через минуты, рассказали «Газете.Ru» в МФТИ.
© РИА Новости
Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) входит в число наиболее опасных возбудителей внутрибольничных инфекций. Она вызывает тяжелые пневмонии, сепсис и поражения внутренних органов с высоким уровнем летального исхода. Главное препятствие в борьбе с ней — высокая устойчивость ко многим антибиотикам. С каждым годом все меньше препаратов сохраняют свою эффективность против этого патогена.
Стандартная диагностика требует посева на питательные среды и инкубации в течение 2–3 дней. Однако пациент с острой инфекцией нуждается в немедленном лечении, поэтому врачи вынуждены назначать антибиотики «вслепую» до получения результатов. Это неизбежно ведет к неоправданному применению тяжелых препаратов, росту лекарственной устойчивости и ухудшает прогноз для пациента.
Новая разработка ученых МФТИ и МГУ ускоряет процесс диагностики с нескольких дней до нескольких минут. В ее основе — детекция пиоцианина, — характерного пигмента, выделяемого синегнойной палочкой. Его «молекулярный отпечаток» хорошо регистрируется с помощью метода рамановской спектроскопии. Однако при малом количестве бактерий сигнал пиоцианина оказывается слишком слабым для надежной регистрации. Чтобы решить эту проблему, ученые разработали чернила на основе золотых «нанозвезд» — частиц с острыми шипами. Такая форма обеспечивает максимальную концентрацию электромагнитного поля, которое усиливает сигнал близлежащих с нанозвездами молекул в миллионы раз.
Плазмонные чернила поместили в обычный стержень для ручки. Для проведения диагностики достаточно либо нанести чернила непосредственно на образец (например, на мазок слюны пациента), либо предварительно создать сенсорную поверхность на бумаге, а уже на нее нанести пробу, после чего измерить сигнал портативным спектрометром. Весь процесс занимает несколько минут, не требует ни центрифугирования, ни специальных реагентов, ни стерильных боксов.
«Наш подход открывает возможность проводить анализ без длительной пробоподготовки — фактически в том виде, в котором материал был получен от пациента. Это позволяет применять метод не только в лаборатории, но и непосредственно у постели больного, в приемном отделении или в службе неотложной помощи. Мы создали простой и доступный инструмент для быстрого принятия решений о терапии», — рассказала профессор, заведующая Лабораторией биоаналитических методов и оптических сенсорных систем химического факультета МГУ им. Ломоносова Ирина Веселова.
Ученые уже изготовили демонстрационные образцы, подтвердившие свою эффективность. В планах — адаптировать технологию для других патогенных микроорганизмов.
