Специалисты лаборатории физических методов биосенсорики и нанотераностики физфака МГУ вместе с немецкими коллегами создали инновационный композит. Этот наноструктурированный материал на основе кремния, золота и серебра способен оперативно выявлять заражение опасной синегнойной палочкой. Работа велась при поддержке Российского научного фонда.
Опасный патоген и проблема диагностики
Синегнойная палочка – крайне устойчивая к антибиотикам бактерия. Она представляет серьезную угрозу для людей со слабым иммунитетом, вызывая пневмонию, менингит, отит и поражения ЖКТ. Быстрое и доступное выявление этого патогена, особенно в экстренных случаях, остается важнейшей задачей медицины.
Ключ к обнаружению: Пигмент Пиоцианин
Уникальная особенность бактерии – выработка специфических пигментов. Ученые сосредоточились на феназиновом пигменте пиоцианине. При поражении легких он концентрируется в мокроте пациента, что делает его идеальным маркером для анализа.
Наноматериал и технология SERS: Суть открытия
Физики МГУ разработали подложку из кремниевых нанонитей, покрытую наночастицами серебра и золота. Используя эффект гигантского поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света (SERS), материал многократно усиливает сигнал от молекул пиоцианина в воде и искусственной мокроте.
Высочайшая чувствительность и селективность
Уникальные спектральные "отпечатки пальцев" пиоцианина позволяют четко идентифицировать его даже при сверхнизких концентрациях – до 10⁻⁹ М. Метод надежно определяет пигмент в мокроте при уровнях всего 6.25 мкМ, что соответствует порогу клинически значимого заражения.
Блестящие перспективы применения
Созданные высокочувствительные SERS-подложки открывают широкие горизонты. При поддержке грантов или индустриальных партнерств технология может быть адаптирована для диагностики не только в медицине, но и в других областях, например, нефтегазовой отрасли.
Направление будущих исследований
Текущие работы сосредоточены на оптимизации сенсоров для детектирования ультрамалых концентраций различных веществ. Ученые подтвердили, что их наноматериал не только быстро выявляет пиоцианин, но и точно определяет его количество, что критично для оценки стадии болезни. В ближайших планах – тестирование биосенсоров на чувствительность к другим биомолекулам, включая онкомаркеры.
Пресс-служба МГУ
Иллюстрация (кликабельно): Схема работы метода экспресс-диагностики синегнойной палочки
