科学家利用激光在几分钟内发现并识别细菌

2023-03-13 17:16

以往，研究人员为了分析液体样本中存在什么类型的细菌，则必须在实验室中培养几个小时乃至几天的细菌。然而，一种新的激光技术在几分钟内就能达成这一目的。

众所周知，当细菌暴露在激光下时，它们会以一种特定物种特有的光谱模式将光反射回来。而样本中的其他微观物质，如血细胞或病毒，也会反射光线，给它带来独特的变化。这意味着细菌的光谱“指纹”会消失在背景噪音中，因此无法被识别。

国外康奈尔大学（Cornell University）实验室的研究人员近期开发的新技术则结合了一种改进的喷墨打印机，利用声波脉冲打印出液体的小点。打印在幻灯片上后，每个点的体积只有1升的万亿分之二。正因为这些点太小了，它们最多只包含几十个细胞，所以任何存在的细菌都很少可能被发现。

在他们的操作过程中，研究人员向样品中注入金纳米棒，如果细菌存在，纳米棒就会附着在细菌上，就像天线一样，将激光引向细菌，并将信号强度放大约1500倍。这使得基于机器学习的软件很容易发现“指纹”，并将其与特定类型的细菌相匹配，最终实现了灵敏的观察检测效果。

尽管这项技术主要是使用受感染的小鼠血液作为液体开发的，但研究人员认为，它在分析其他液体时应该同样有效——它甚至可以适用于针对其他类型的细胞，比如病毒。这种创新的解决方案有望投入商业化，帮助重新定义细菌检测和单细胞表征的标准，并在挽救生命中扮演关键角色。

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