グラフェン膜を使用してバクテリアの音を検出しました

バクテリアは音を出すことができますか？バクテリアの声が聞こえれば、バクテリアが生きているかどうかがわかると考えるのが論理的です。バクテリアが抗生物質で殺されると、もちろんバクテリアが抗生物質に耐性がない限り、これらの音は止まります。これはまさに、Dr。Farbod Alijaniが率いるデルフト工科大学の科学者が何とかやってきたことです。彼らは、グラフェンを使用して単一の細菌の低レベルのノイズを捕捉しました。

Farbod Alijaniのチームは当初、グラフェンの基本的な力学を研究しましたが、ある時点で、この非常に敏感な物質が単一の生物学的物体と接触するとどうなるのか疑問に思いました。

グラフェンは、原子の単層で構成された炭素の一種であり、奇跡の物質としても知られています、とAlijaniは言います。それは非常に耐久性があり、優れた電気的および機械的特性を備えており、外力にも非常に敏感です。

研究者のチームは、ナノメカニクスの専門家と協力して、大腸菌を使った実験を行いました。私たちが見たものは素晴らしかった。単一の細菌がグラフェン膜の表面に付着すると、それは私たちが検出できるわずか数ナノメートルの振幅でランダムな振動を生成します。単一のバクテリアの音が聞こえました」と科学者たちは言います。

非常に小さな変動は、べん毛（細菌を押す細胞の表面の尾）の主な寄与による細菌の生物学的プロセスの結果です。

グラフェンのこれらのべん毛のビートがどれほど小さいかを理解するには、サンドバッグを打ったときのボクサーのパンチよりも少なくとも100億倍小さいと言う価値があります。ただし、これらのナノスケールのビートはオーディオトラックに変換して聞くことができます。

この研究は、抗生物質耐性を特定する上で非常に重要です。

実験の結果は明白でした。バクテリアが抗生物質に耐性がある場合、変動は単に同じレベルで継続しました。バクテリアが薬剤に敏感になると、変動は徐々に減少し、その後完全に消えました。グラフェン膜の感度が高いため、この現象は1つの細菌で検出できます。

「私たちは、抗生物質感受性試験のために単一細胞グラフェンプラットフォームを最適化し、さまざまな病原性サンプルで試験することを目指しています。したがって、最終的には、臨床診療で抗生物質耐性を迅速に検出するための効果的な診断ツールとして使用できる可能性があります」と科学者は述べています。

「これは、世界中で増え続ける人間の健康への脅威である細菌の抗生物質耐性との戦いにおいて非常に貴重なツールになるでしょう。」

この研究は、ジャーナルNatureNanotechnologyに掲載されました。

著者: Vitalii Babkin