זיהוי זיהום חיידקי באמצעות ננו-חיישנים מגנטו-פלואורסצנטיים

התחל בהוספת ננו-חיישנים מגנטו-פלואורסצנטיים לדגימות החיידקים. ננו-חלקיקים אלה מכילים נוגדנים ספציפיים לחיידקים וצבע פלואורסצנטי.

דגירה כדי לאפשר אינטראקציה עם חיידקים, מה שגורם לשינויים הניתנים לזיהוי בתכונות המגנטיות של התמיסה.

כלול פתרון ננו-חיישן בסיסי ללא חיידקים כבקרה.

העבירו כל תמיסה לרלקסומטר מגנטי, שבו שדה מגנטי קבוע מיישר את החלקיקים המגנטיים בתוך הדגימה.

הפעל דופק קצר כדי לשבש את היישור באופן זמני.

מד הרלקס מודד כמה מהר החלקיקים חוזרים למצבם המקורי, המכונה זמן הרפיה T2.

ננו-חיישנים המתקבצים סביב חיידקים מגדילים את ה-T2 בהשוואה לבקרה, ומאפשרים כימות גם בריכוזי חיידקים נמוכים.

לעומת זאת, ריכוזי חיידקים גבוהים יותר מפחיתים את אשכולות הננו-חיישנים, ומשפיעים על ערכי T2.

לכימות מדויק, בצע מדידת פלואורסצנטיות.

בהתאם, צנטריפוגה לבידוד חיידקים וננו-חיישנים קשורים.

השהה מחדש את הגלולה למדידת פלואורסצנטיות.

עם עירור, הננו-חיישנים הפלואורסצנטיים פולטים אור, ומסייעים במדידת חיידקים.

על מנת להכין פתרונות לקריאה ברלקסומטריה המגנטית, 300 מיקרוליטר של PBS מוזרמים תחילה לתוך צינור אפנדורף. לאחר מכן, מתווספת דגימה של מלאי חיידקים, ואחריה מוסיפים ננו-חיישנים. לאחר מכן מעבירים את התמיסה לצינור זכוכית, ומעליו מניחים חתיכת פרפילם על מנת למנוע אידוי.

לאחר מכן מניחים את צינור הזכוכית בתוך צינור NMR גדול יותר ומוחדרים לתוך מד הרלקסומטרי המגנטי. תמיסה בסיסית שאינה מכילה חיידקים ורק ננו-חיישן ב-PBS משמשת לקבלת קריאת T2 בסיסית כפי שמוצג. לאחר מכן, תמיסות המכילות ריכוזים שונים של חיידקים מוכנסות לתוך הרלקסומטרי המגנטי לצורך ניתוח, והשינויים בערכי T2 נגרמים על ידי הקישור בין הננו-חיישנים לחיידקים.

כפי שהוצג, ניתן לזהות נוכחות של CFU חיידקי אחד תוך דקות באמצעות שיטה זו. עם זאת, ככל שריכוז החיידקים עולה, קריאות ה-MR פחות ניתנות לכימות, וזו הסיבה שהשימוש בנתוני פליטת פלואורסצנטיות שווה גם לכימות חיידקים מדויק. לפני שניתן יהיה לאסוף נתוני פלואורסצנטיות, תחילה יש לצנטריפוגה את הדגימה.

התמיסה מועברת מצינור הזכוכית לצינור אפנדורף, ואז עוברת צנטריפוגה. זה מפריד בין החיידקים והננו-חיישנים הקשורים אליו לבין ננו-חיישנים צפים חופשיים בתמיסה. הסופרנטנט מושלך וכדור החיידקים מושעה מחדש ב-PBS. לבסוף, ניתן לנתח את הדגימה באמצעות פליטת פלואורסצנטיות. עוצמת הפליטה תהיה יחסית לכמות הננו-חיישנים שנותרו בתמיסה, ולכן גם לכמות החיידקים הקיימים.