تشخیص باکتری توسط نانوذرات مغناطیسی

این کار تشخیص حساس DNA ژنومیک باکتری را با استفاده از روش بدون بستر مبتنی بر نانوذرات مغناطیسی ارائه می دهد. برای اولین بار، چنین روشی برای تشخیص یک آنالیت مرتبط بالینی با پیاده سازی یک پروتکل پروبیوتیک مولکولی مبتنی بر فاز جامد و تقویت که می تواند در ۸۰ دقیقه اجرا شود، به کار گرفته می شود. پروتکل تشخیص و تکثیر مولکولی بر روی نمونه های حاوی DNA ژنومی خالص شده از سلول های اشریشیا کلی ارائه و تایید می شود و نشان می دهد که کم تر از ۵۰ باکتری را می توان شناسایی کرد. این مطالعه استفاده از نانوذرات مغناطیسی تقویت شده با حجم را یک گام به سمت تشخیص های عفونی سریع، حساس و انتخابی پیش می برد. تشخیص عفونی بیماری ها عموما با کشت باکتری ها انجام می شود که فرایندی خسته کننده و زمان بر است. پاتوژن های قارچی و باکتریایی با آزمایش بیوشیمیایی یا روش های مولکولی پیشرفته تر مانند واکنش زنجیره ای پلیمراز ( PCR ) کشت و تایپ می شوند که می توانند برای تایپ ویروسی نیز استفاده شوند[ ۱] . زمان تحلیل استراتژی های کشت بسیار طولانی است، و بنابراین پاسخ به بیمار بسیار به تاخیر می افتد. PCR یک روش سریع و حساس است اما از کاربر تقاضای زیادی دارد و نسبت به آلودگی ها حساس است. علاوه بر این، PCR گران است و بنابراین، به طور محدود استفاده می شود.
حسگرهای زیستی مغناطیسی در سال های اخیر به دلیل پایداری فیزیکی و شیمیایی بالا و هزینه بالقوه پایین تولید ذرات مغناطیسی به شهرت رسیده اند. اصل آرام سازی براونی یک روش زیست حسگر بدون بستر را تشکیل می دهد که در آن نانو ذرات مغناطیسی معلق که رفتار آرام سازی براونی از خود نشان می دهند، مجهز به نشانگر هایی برای شناسایی مولکول های هدف خاص هستند. اتصال مولکول های هدف به پنشانگر ها باعث افزایش اندازه هیدرودینامیک نانو ذرات مغناطیسی می شود. این امر باعث کاهش فرکانس آرام سازی براونی می شود که توسط موقعیت اوج در بخش موهومی ( ’’m ) طیف مغناطش مختلط ( m = m′ + im’’ ) از مهره ها تعریف می شود، زیرا این فرکانس به طور معکوس با حجم هیدرودینامیکی مهره ها متناسب است. بنابراین یک تغییر فرکانس وجود مولکول های هدف را تایید می کند. با نشان دادن مولکول های هدف به عنوان کویل های DNA به اندازه میکرومتر، فرکانس آرام سازی نانو ذرات مغناطیسی به شدت کاهش می یابد. سپس غلظت مولکول های هدف را می توان به صورت کاهش متناظر دامنه قله آرامش براونی دانه های آزاد کنترل کرد. سنجش تشخیص نانو ذرات مغناطیسی تقویت شده با حجم ( VAM - NDA ) از این استراتژی استفاده می کند[ ۲] . کویل های DNA در مجموعه ای از واکنش ها تولید می شوند که با شناسایی هدف با استفاده از فن آوری نشانگر پدلاک آغاز می شوند[ ۳] . نشانگرهای پدلاک الیگونوکلئوتیدهای حدود ۹۰ - ۷۰ نوکلئوتید هستند که انتهای آن ها برای هیبریداسیون سر به دم در یک توالی هدف طراحی شده است. انتهای یک نشانگر به درستی منطبق شده می تواند با عمل یک لیگاز DNA به هم متصل شود و در نتیجه به روشی بسیار خاص به یک دایره DNA تبدیل می شود[ ۴] .