迷你反应盒问世 分分钟测定细菌耐药性

药物滥用增加了耐多种抗生素细菌的数量，如果有一种工具能快速探测并识别出细菌对抗生素的反应，是非常有用的。而现有方法要几周甚至一个月，医生需要培养细菌然后观察它们的生长，比如肺结核甚至要花一个月，才能确定某种抗生素对它是否有效。

现在，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的科学家们将纳米力学传感器与激光技术结合，造出了一种火柴盒大小的设备，能在几分钟内测出细菌对抗生素的反应，从而找出有效的疗法。相关论文发表在最近出版的《自然·纳米技术上》（Nature Nanotechnology）杂志上。

细菌的活动会在纳米尺度造成振动，但这些生命特征的信号很难觉察，而新检测设备能将细菌新陈代谢的显微运动转化为容易看见的电信号。该设备有一个极小的振动杠杆，只比头发丝略粗，探测到细菌的代谢活动时，杠杆就会以细菌代谢活动的频率振动，以此能确定有没有某种细菌。这种振动是纳米级的，为了检测这种振动，研究人员发射一束激光到杠杆上，激光会反射回来，信号被转换为电流信号。医生和研究人员就能像读“心电图”一样，根据读取的电流信号做出分析解释。如果电流信号是平直的，就说明细菌已经全死了。

有了这种方法，医生能轻松快速地确定某种细菌是否已被抗生素有效地“制伏”，这对那些耐药性的菌种尤其关键，在医疗阶段和化疗测试中都很有用。

研究人员表示，这种方法快速而准确。不仅能帮医生确定所用抗生素的适当剂量，还能帮研究人员找到最有效的方法。
目前该测试工具已经缩小到仅火柴盒大小。

研究人员表示，如果把它与压电设备结合而不是激光，还能进一步缩小到微芯片大小。这样结合起来能在几分钟内测试出一系列抗生素治疗某种细菌的效果。

此外，研究人员还评估了新工具在肿瘤学领域的应用，有望用于检查肿瘤细胞在抗癌药物作用下的新陈代谢，评价某种抗癌疗法的效果。

原文链接：

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Rapid detection of bacterial resistance to antibiotics using AFM cantilevers as nanomechanical sensors

The widespread misuse of drugs has increased the number of multiresistant bacteria1, and this means that tools that can rapidly detect and characterize bacterial response to antibiotics are much needed in the management of infections. Various techniques, such as the resazurin-reduction assays2, the mycobacterial growth indicator tube3 or polymerase chain reaction-based methods4, have been used to investigate bacterial metabolism and its response to drugs. However, many are relatively expensive or unable to distinguish between living and dead bacteria. Here we show that the fluctuations of highly sensitive atomic force microscope cantilevers can be used to detect low concentrations of bacteria, characterize their metabolism and quantitatively screen (within minutes) their response to antibiotics. We applied this methodology to Escherichia coli and Staphylococcus aureus, showing that live bacteria produced larger cantilever fluctuations than bacteria exposed to antibiotics. Our preliminary experiments suggest that the fluctuation is associated with bacterial metabolism.





来源：生物360