科學(xué)家利用激光在幾分鐘內(nèi)發(fā)現(xiàn)并識別細(xì)菌

以往，研究人員為了分析液體樣本中存在什么類型的細(xì)菌，則必須在實驗室中培養(yǎng)幾個小時乃至幾天的細(xì)菌。然而，一種新的激光技術(shù)在幾分鐘內(nèi)就能達成這一目的。

眾所周知，當(dāng)細(xì)菌暴露在激光下時，它們會以一種特定物種特有的光譜模式將光反射回來。而樣本中的其他微觀物質(zhì)，如血細(xì)胞或病毒，也會反射光線，給它帶來獨特的變化。這意味著細(xì)菌的光譜“指紋”會消失在背景噪音中，因此無法被識別。

國外康奈爾大學(xué)（Cornell University）實驗室的研究人員近期開發(fā)的新技術(shù)則結(jié)合了一種改進的噴墨打印機，利用聲波脈沖打印出液體的小點。打印在幻燈片上后，每個點的體積只有1升的萬億分之二。正因為這些點太小了，它們最多只包含幾十個細(xì)胞，所以任何存在的細(xì)菌都很少可能被發(fā)現(xiàn)。

在他們的操作過程中，研究人員向樣品中注入金納米棒，如果細(xì)菌存在，納米棒就會附著在細(xì)菌上，就像天線一樣，將激光引向細(xì)菌，并將信號強度放大約1500倍。這使得基于機器學(xué)習(xí)的軟件很容易發(fā)現(xiàn)“指紋”，并將其與特定類型的細(xì)菌相匹配，最終實現(xiàn)了靈敏的觀察檢測效果。

盡管這項技術(shù)主要是使用受感染的小鼠血液作為液體開發(fā)的，但研究人員認(rèn)為，它在分析其他液體時應(yīng)該同樣有效——它甚至可以適用于針對其他類型的細(xì)胞，比如病毒。這種創(chuàng)新的解決方案有望投入商業(yè)化，幫助重新定義細(xì)菌檢測和單細(xì)胞表征的標(biāo)準(zhǔn)，并在挽救生命中扮演關(guān)鍵角色。