Принтер, золото и искусственный интеллект. Ученые предлагают новый способ мгновенной идентификации бактерий в жидкостях

Чтобы выявить тип бактерии в крови или воде, нужно выращивать бактериальные культуры в лаборатории в течение нескольких часов или даже дней. Однако новый лазерный метод, который предлагают исследователи из Стэнфордского университета, справляется с идентификацией за несколько секунд.

«Каждая бактерия имеет свой уникальный оптический отпечаток. Это сродни генетическому и протеомному коду, написанному светом», — говорит Дженнифер Дион, доцент кафедры материаловедения, инженерии и радиологии Стэнфордского университета.

Дион — старший автор исследования, опубликованного в журнале Nano Letters, в котором подробно описывается инновационный метод мгновенной и более точной идентификации бактерий в любой жидкости.

Логотип Стэнфордского университета, напечатанный принтером из микроскопических капель крови

Если посветить лазером на каплю крови, слизи или сточной воды — отраженный свет поможет проверить наличие или тип бактерии (кишечная палочка, стафилококк и т.п.) в образце. Но лазерная идентификация была проблемной из-за того, что другие микроскопические объекты в образце (такие как клетки крови или вирусы) тоже отражают свет, и спектральный отпечаток бактерии фактически теряется среди фонового шума.

Миллилитр крови размером с дождевую каплю может содержать миллиарды клеток, и лишь некоторые из них могут быть бактериями. Команда ученых Стэнфордского университета нашла способ отделить и усилить их свет, соединив технологию с 1980-х годов (струйный принтер) и две передовые технологии 2020-х годов (искусственный интеллект и наночастицы).

Ключевое решение ученых — изолировать жидкость в очень малых образцах — что и делает модифицированный принтер, печатающий тысячи крошечных точек крови с помощью акустических импульсов. Каждая