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Beginnen Sie mit dem Hinzufügen von magnetofluoreszierenden Nanosensoren zu den Bakterienproben. Diese Nanopartikel enthalten bakterienspezifische Antikörper und einen Fluoreszenzfarbstoff.
Inkubieren, um eine Interaktion mit Bakterien zu ermöglichen, was zu nachweisbaren Veränderungen der magnetischen Eigenschaften der Lösung führt.
Fügen Sie eine Basis-Nanosensorlösung ohne Bakterien als Kontrolle hinzu.
Übertragen Sie jede Lösung auf ein magnetisches Relaxometer, wo ein konstantes Magnetfeld die magnetischen Partikel in der Probe ausrichtet.
Wenden Sie einen kurzen Impuls an, um die Ausrichtung vorübergehend zu unterbrechen.
Das Relaxometer misst, wie schnell die Partikel in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren, die sogenannte T2-Relaxationszeit.
Nanosensoren, die sich um Bakterien gruppieren, erhöhen den T2-Gehalt im Vergleich zur Kontrolle und ermöglichen so eine Quantifizierung auch bei niedrigen Bakterienkonzentrationen.
Umgekehrt verringern höhere Bakterienkonzentrationen die Clusterbildung von Nanosensoren, was sich auf die T2-Werte auswirkt.
Für eine genaue Quantifizierung führen Sie eine Fluoreszenzmessung durch.
Zentrifugieren Sie dementsprechend, um Bakterien zu isolieren und Nanosensoren zu binden.
Resuspendieren Sie das Pellet für die Fluoreszenzmessung.
Bei Anregung emittieren die fluoreszierenden Nanosensoren Licht und helfen so bei der bakteriellen Messung.
Um Lösungen für die Ablesung in der magnetischen Relaxometrie herzustellen, werden zunächst 300 Mikroliter PBS in ein Eppendorf-Röhrchen pipettiert. Dann wird eine Probe des Bakterienbestands hinzugefügt, gefolgt von der Zugabe von Nanosensoren. Die Lösung wird dann in ein Glasröhrchen überführt, und ein Stück Parafilm wird darauf gelegt, um eine Verdunstung zu verhindern.
Die Glasröhre wird dann in eine größere NMR-Röhre gelegt und in das magnetische Relaxometer eingeführt. Eine Basislösung, die keine Bakterien und nur Nanosensoren in PBS enthält, wird verwendet, um einen T2-Ausgangswert zu erhalten, wie gezeigt. Dann werden Lösungen, die verschiedene Bakterienkonzentrationen enthalten, zur Analyse in das magnetische Relaxometer gegeben, und die Änderungen der T2-Werte werden durch die Bindung zwischen den Nanosensoren und den Bakterien verursacht.
Wie gezeigt, kann mit dieser Modalität das Vorhandensein von nur einer bakteriellen KBE innerhalb von Minuten nachgewiesen werden. Mit zunehmender Bakterienkonzentration sind die MR-Messwerte jedoch weniger quantifizierbar, weshalb die Verwendung von Fluoreszenzemissionsdaten auch einer genauen bakteriellen Quantifizierung gleichkommt. Bevor Fluoreszenzdaten erhoben werden können, muss die Probe zunächst zentrifugiert werden.
Die Lösung wird aus dem Glasrohr in ein Eppendorf-Röhrchen überführt und dann zentrifugiert. Dadurch werden die Bakterien und die daran gebundenen Nanosensoren von frei schwebenden Nanosensoren in Lösung getrennt. Der Überstand wird verworfen und das Bakterienpellet wird in PBS resuspendiert. Schließlich kann die Probe mittels Fluoreszenzemission analysiert werden. Die Stärke der Emission hängt von der Menge der in Lösung verbleibenden Nanosensoren und damit auch von der Menge der vorhandenen Bakterien ab.