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Iniziare aggiungendo nanosensori magneto-fluorescenti ai campioni batterici. Queste nanoparticelle contengono anticorpi specifici per i batteri e un colorante fluorescente.
Incubare per consentire l'interazione con i batteri, provocando cambiamenti rilevabili nelle proprietà magnetiche della soluzione.
Includere una soluzione di nanosensore di base senza batteri come controllo.
Trasferire ogni soluzione in un rilassometro magnetico, dove un campo magnetico costante allinea le particelle magnetiche all'interno del campione.
Applicare un breve impulso per interrompere temporaneamente l'allineamento.
Il relaxometro misura la velocità con cui le particelle ritornano al loro stato originale, noto come tempo di rilassamento T2.
I nanosensori che si raggruppano attorno ai batteri aumentano il T2 rispetto al controllo, consentendo la quantificazione anche a basse concentrazioni batteriche.
Al contrario, concentrazioni batteriche più elevate riducono il clustering dei nanosensori, influenzando i valori di T2.
Per una quantificazione accurata, eseguire la misurazione della fluorescenza.
Di conseguenza, centrifugare per isolare i batteri e i nanosensori legati.
Risospendere il pellet per la misurazione della fluorescenza.
Dopo l'eccitazione, i nanosensori fluorescenti emettono luce, aiutando nella misurazione batterica.
Per preparare le soluzioni per la lettura nella rilassometria magnetica, 300 microlitri di PBS vengono prima pipettati in una provetta Eppendorf. Quindi, viene aggiunto un campione di stock batterico, seguito dall'aggiunta di nanosensori. La soluzione viene quindi trasferita in un tubo di vetro e sopra viene posizionato un pezzo di parafilm per evitare l'evaporazione.
Il tubo di vetro viene quindi posizionato all'interno di un tubo NMR più grande e inserito nel relaxometro magnetico. Per ottenere una lettura di T2 di base, come mostrato, viene utilizzata una soluzione di base che non contiene batteri e solo un nanosensore in PBS. Quindi, le soluzioni contenenti varie concentrazioni di batteri vengono inserite nel rilassometro magnetico per l'analisi e le variazioni dei valori di T2 sono causate dal legame tra i nanosensori e i batteri.
Come mostrato, la presenza di una sola CFU batterica può essere rilevata in pochi minuti utilizzando questa modalità. Tuttavia, all'aumentare della concentrazione batterica, le letture della risonanza magnetica sono meno quantificabili, motivo per cui l'uso dei dati sull'emissione di fluorescenza equivale anche a una quantificazione batterica accurata. Prima di poter raccogliere i dati sulla fluorescenza, il campione deve essere centrifugato.
La soluzione viene trasferita dalla provetta di vetro a una provetta di eppendorf e quindi centrifugata. Questo separa i batteri e i nanosensori ad esso legati dai nanosensori fluttuanti in soluzione. Il surnatante viene scartato e il pellet batterico viene risospeso in PBS. Infine, il campione può essere analizzato tramite emissione di fluorescenza. La forza dell'emissione sarà relativa alla quantità di nanosensori che rimangono in soluzione e, quindi, anche alla quantità di batteri presenti.