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荷蘭研究人員用石墨烯“聆聽”細(xì)菌“配樂”

時間:2022-04-19 10:46:46 來源: 中國科技網(wǎng)


研究團隊最初是研究石墨烯的基本力學(xué)原理,但他們想知道如果這種極其敏感的材料與單個生物物體接觸會發(fā)生什么。“石墨烯是碳的一種存在形式,由單層原子組成,也被稱為‘神奇材料’。”法爾博德·阿里賈尼說,“它非常堅固,具有良好的電氣和機械性能,而且對外力也非常敏感。”

研究人員對大腸桿菌進行了首次實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)細(xì)菌附著在石墨烯鼓的表面時,它會產(chǎn)生幅度低至幾納米的隨機振動,研究人員可以檢測并聽到單個細(xì)菌的聲音。

這種極小的振動源自細(xì)菌生物的過程,主要來自它們的鞭毛。為了讓人們更好地理解石墨烯上細(xì)菌鞭毛的“節(jié)拍”是多么微小,阿里賈尼打比方說,如果也讓細(xì)菌來打拳擊沙袋的話,它們至少比人類拳擊手的拳頭力度小100億倍。現(xiàn)在,這些納米級的“節(jié)拍”可以被轉(zhuǎn)換為音軌并被聽到了。

研究人員表示,這項研究對抗生素耐藥性的檢測具有巨大的意義。實驗結(jié)果是明確的:如果細(xì)菌對抗生素產(chǎn)生耐藥性,振動會在相同的水平上繼續(xù)。當(dāng)細(xì)菌容易受到藥物作用時,振動會在一兩個小時內(nèi)逐漸減弱,直到完全消失。由于石墨烯鼓的高靈敏度,只需一個電池就可以檢測到這一現(xiàn)象。

阿里賈尼說:“未來,我們的目標(biāo)是優(yōu)化我們的單細(xì)胞石墨烯抗生素敏感性平臺,并針對各種致病樣本進行驗證。從而最終可以作為一種有效的診斷工具包,在臨床實踐中快速檢測抗生素耐藥性。”抗生素耐藥性是世界各地對人類健康日益增長的威脅。在對抗抗生素耐藥性方面,這將是一個“無價的工具”。(實習(xí)記者張佳欣)


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