Чи бактерії можуть видавати відмінні звуки? Логічно припустити, що якби ми могли чути бактерії, ми б знали, живі вони чи ні. Коли бактерії знищуються за допомогою антибіотика, ці звуки припиняються - якщо, звичайно, бактерії не стійкі до антибіотика. Це саме те, що зараз вдалося зробити вченим з Делфтського технічного університету під керівництвом доктора Фарбода Аліджані: вони вловили низькорівневий шум однієї бактерії за допомогою графена.
Команда Фарбода Аліджані спочатку вивчала основи механіки графену, але в якийсь момент вони задалися питанням, що станеться, якщо цей надзвичайно чутливий матеріал вступить в контакт з одним біологічним об'єктом.
«Графен - це форма вуглецю, що складається з одного шару атомів, також відома як диво-матеріал», - говорить Аліджані. «Він дуже міцний, з хорошими електричними і механічними властивостями, а також надзвичайно чутливий до зовнішніх сил».
Група дослідників у співпраці з фахівцями з наномеханіки провела експерименти з бактеріями кишкової палички. "Те, що ми побачили, було разюче. Коли одна бактерія прилипає до поверхні графенової мембрани, вона генерує випадкові коливання з амплітудою всього в кілька нанометрів, які ми можемо виявити. Ми могли чути звук однієї бактерії ", - кажуть вчені.
Надзвичайно малі коливання є результатом біологічних процесів бактерій з основним внеском їх джгутиків (хвостів на поверхні клітини, які штовхають бактерії).
"Щоб зрозуміти, наскільки малі ці бієння джгутиків на графені, варто сказати, що вони принаймні в 10 мільярдів разів менше, ніж удар боксера, коли він досягає боксерської груші. Тим не менш, ці нанорозмірні бієння можна перетворити на звукові доріжки і прослухати ".
Це дослідження має величезне значення для виявлення стійкості до антибіотиків.
Результати експерименту були однозначними: якщо бактерії були стійкі до антибіотика, коливання просто тривали на тому ж рівні. Коли бактерії були сприйнятливі до препарату, коливання поступово зменшувалися, а потім повністю зникали. Завдяки високій чутливості графенових мембран це явище можна виявити, використовуючи всього одну бактерію.
"Ми прагнемо оптимізувати нашу одноклітинну графенову платформу для визначення чутливості до антибіотиків і перевірити її на різних патогенних зразках. Так що в кінцевому підсумку її можна буде використовувати в якості ефективного діагностичного інструментарію для швидкого виявлення стійкості до антибіотиків в клінічній практиці "- кажуть вчені.
«Це стало б безцінним інструментом у боротьбі зі стійкістю бактерій до антибіотиків, постійно зростаючою загрозою здоров'ю людей у всьому світі».
Дослідження було опубліковано в журналі Nature Nanotechnology.