شناسايي و جداسازي باکتري‌هاي بيماري‌زا با استفاده از ميکروراکت‌ها
همانگونه که مي‌دانيم انواعي از عوامل بيماري‌زا از طريق مواد غذايي منتقل مي‌شوند. بنابر تخمين مرکز پيشگيري و کنترل بيماري‌ها در آمريکا (CDS) سالانه 76 ميليون نفر در اثر خوردن غذاي آلوده در اين کشور بيمار شده، 325000 نفر راهي بيمارستان گرديده و 5000 نفر جان خود را از دست مي‌دهند.
شناسايي زودهنگام باکتري‌هاي بيماري‌زا در غذا منجر به پيشگيري از شيوع بيماري‌ها و حفظ سلامت عمومي مي‌شود. به‌همين دليل توسعه روش‌هاي موثر براي جداسازي و تشخيص اين عوامل بيماري‌زا در غذا و نوشيدني‌ها و نمونه‌هاي زيستي و زيست‌محيطي ضروري است.
E. Coli و باکتري‌هاي بيماري‌زاي ديگر به‌طور معمول با روش‌هايي همچون کشت باکتري، ميکروسکوپي، لومينسانس، ELISA و PCR مقادير اندکي از يک مادة ژنتيکي را مي‌توان در عرض چند ساعت به چند ميليون برابر خود افزايش داد. به اين ترتيب مي‌توان با نشانگرهاي ژنتيکي بيماري‌هاي عفوني، سرطان و نقايص ژنتيکي را به نحوي مطمئن و سريع تشخيص داد. '> PCR تشخيص داده مي‌شوند. اين روش‌ها علاوه بر زمان‌بر بودن، نياز به کار زيادي داشته و نمي‌توانند باکتري‌ها را به‌صورت فوري و بلادرنگ تشخص دهند. بنابراين نياز به روش‌هاي تشخيصي جديدي وجود دارد که بتوانند به‌شکلي سريع، حساس، مطمئن و ساده E. Coli و باکتري‌هاي بيماري‌زاي ديگر را شناسايي و جداسازي کنند.
حال گروهي از محققان دانشگاه کاليفرنيا سن‌ديگو (UCSD) براي جداسازي باکتري‌هاي بيماري‌زا از نمونه‌هاي پيچيده باليني، محيطي و غذايي، يک راهکار نانومتري ابداع کرده‌اند که از حرکت ميکروموتورهاي عامل‌دار شده با لکتين بهره مي‌برند. اين نانوشناگرهاي عامل‌دار شده با يک گيرنده مي‌توانند باکتري هدف را به‌شکلي مستقيم و سريع و بدون نياز به آماده‌سازي و شستن نمونه‌هاي زيستي از آنها جدا کنند.
جوزف وانگ، استاد دانشکده نانومهندسي مي‌گويد: «ما توانسته‌ايم از ميکروراکت‌هاي سنتزي جديد و عامل‌دار شده با گيرنده‌هاي لکتيني در جداسازي موثر باکتري‌هاي هدف از نمونه‌هاي واقعي مختلف استفاده کنيم. از اين ميکروموتورهاي خودرو (خودپيش‌رونده) مي‌توان در بارگيري اتوماتيک، انتقال جهت‌دار و تخليه باکتري‌ها به‌شکلي تکرارپذير (گرفتن، انتقال و رهاسازي باکتري‌ها) بهره برد؛ به‌علاوه مي‌توان از آنها به‌عنوان نانوحامل‌هاي دارويي نيز استفاده کرد. اين ميکروموتورهاي کوچک‌تر جديد همچنين امکان تصويربرداري بلادرنگ از اتصال خود به سلول‌هاي هدف بدون اثرگذاري روي سلول‌هاي ديگر را بدون نياز به هرگونه برچسب‌زني فراهم مي‌آورند».
اين سامانه جداسازي جديد بر رفتار جذبي ميکروراکت‌ها همراه با عامل‌دار کردن آنها با گيرنده‌هاي لکتيني مبتني است. وانگ توضيح مي‌دهد: «لکتين‌ها پروتئين‌هاي متصل‌شونده به مولکول‌هاي قند هستند که مي‌توانند از طريق اتصال انتخابي به اجزاي مونوساکاريدي و اُليگوساکاريدي ديواره سلول‌هاي باکتري‌ها در شناسايي آنها مورد استفاده قرار بگيرند».
جزئيات اين کار در مجله Nano Letters منتشر شده است. منبع:nano.ir
شناسايي زودهنگام باکتري‌هاي بيماري‌زا در غذا منجر به پيشگيري از شيوع بيماري‌ها و حفظ سلامت عمومي مي‌شود. به‌همين دليل توسعه روش‌هاي موثر براي جداسازي و تشخيص اين عوامل بيماري‌زا در غذا و نوشيدني‌ها و نمونه‌هاي زيستي و زيست‌محيطي ضروري است.
E. Coli و باکتري‌هاي بيماري‌زاي ديگر به‌طور معمول با روش‌هايي همچون کشت باکتري، ميکروسکوپي، لومينسانس، ELISA و PCR مقادير اندکي از يک مادة ژنتيکي را مي‌توان در عرض چند ساعت به چند ميليون برابر خود افزايش داد. به اين ترتيب مي‌توان با نشانگرهاي ژنتيکي بيماري‌هاي عفوني، سرطان و نقايص ژنتيکي را به نحوي مطمئن و سريع تشخيص داد. '> PCR تشخيص داده مي‌شوند. اين روش‌ها علاوه بر زمان‌بر بودن، نياز به کار زيادي داشته و نمي‌توانند باکتري‌ها را به‌صورت فوري و بلادرنگ تشخص دهند. بنابراين نياز به روش‌هاي تشخيصي جديدي وجود دارد که بتوانند به‌شکلي سريع، حساس، مطمئن و ساده E. Coli و باکتري‌هاي بيماري‌زاي ديگر را شناسايي و جداسازي کنند.
حال گروهي از محققان دانشگاه کاليفرنيا سن‌ديگو (UCSD) براي جداسازي باکتري‌هاي بيماري‌زا از نمونه‌هاي پيچيده باليني، محيطي و غذايي، يک راهکار نانومتري ابداع کرده‌اند که از حرکت ميکروموتورهاي عامل‌دار شده با لکتين بهره مي‌برند. اين نانوشناگرهاي عامل‌دار شده با يک گيرنده مي‌توانند باکتري هدف را به‌شکلي مستقيم و سريع و بدون نياز به آماده‌سازي و شستن نمونه‌هاي زيستي از آنها جدا کنند.
جوزف وانگ، استاد دانشکده نانومهندسي مي‌گويد: «ما توانسته‌ايم از ميکروراکت‌هاي سنتزي جديد و عامل‌دار شده با گيرنده‌هاي لکتيني در جداسازي موثر باکتري‌هاي هدف از نمونه‌هاي واقعي مختلف استفاده کنيم. از اين ميکروموتورهاي خودرو (خودپيش‌رونده) مي‌توان در بارگيري اتوماتيک، انتقال جهت‌دار و تخليه باکتري‌ها به‌شکلي تکرارپذير (گرفتن، انتقال و رهاسازي باکتري‌ها) بهره برد؛ به‌علاوه مي‌توان از آنها به‌عنوان نانوحامل‌هاي دارويي نيز استفاده کرد. اين ميکروموتورهاي کوچک‌تر جديد همچنين امکان تصويربرداري بلادرنگ از اتصال خود به سلول‌هاي هدف بدون اثرگذاري روي سلول‌هاي ديگر را بدون نياز به هرگونه برچسب‌زني فراهم مي‌آورند».
اين سامانه جداسازي جديد بر رفتار جذبي ميکروراکت‌ها همراه با عامل‌دار کردن آنها با گيرنده‌هاي لکتيني مبتني است. وانگ توضيح مي‌دهد: «لکتين‌ها پروتئين‌هاي متصل‌شونده به مولکول‌هاي قند هستند که مي‌توانند از طريق اتصال انتخابي به اجزاي مونوساکاريدي و اُليگوساکاريدي ديواره سلول‌هاي باکتري‌ها در شناسايي آنها مورد استفاده قرار بگيرند».
جزئيات اين کار در مجله Nano Letters منتشر شده است. منبع:nano.ir
