Μια ομάδα ερευνητών από το TU Delft, με επικεφαλής τον Δρ. Farbod Alijani, μπόρεσε να συλλάβει τον ήχο χαμηλού επιπέδου ενός μεμονωμένου βακτηρίου χρησιμοποιώντας γραφένιο.
Η ομάδα του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Ντελφτ (TU Delft) ερεύνησε αρχικά τις βασικές αρχές της φυσικής μηχανικής του γραφενίου.
Στη συνέχεια, αναρωτήθηκαν τι θα συνέβαινε αν αυτό το εξαιρετικά ευαίσθητο υλικό ερχόταν σε επαφή με ένα μόνο βιολογικό αντικείμενο.
«Το γραφένιο είναι μια μορφή άνθρακα που αποτελείται από ένα μόνο στρώμα ατόμων και είναι επίσης γνωστό ως το θαυματουργό υλικό», λέει ο Alijani. «Είναι πολύ ανθεκτικό, με ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες, αλλά είναι επίσης εξαιρετικά ευαίσθητο στις εξωτερικές δυνάμεις».
Η ερευνητική ομάδα του Farbod Alijani ξεκίνησε μια συνεργασία με την ομάδα νανοβιολογίας του Cees Dekker και την ομάδα νανομηχανικής του Peter Steeneken. Μαζί, οι ερευνητές πραγματοποίησαν τα πρώτα πειράματα χρησιμοποιώντας βακτήρια E. coli.
«Αυτό που διαπιστώσαμε είναι κάτι απίστευτο. Όταν ένα μεμονωμένο βακτήριο προσκολλάται στην επιφάνεια ενός τυμπάνου γραφενίου, δημιουργεί τυχαίες ταλαντώσεις με εύρος μόνο λίγων νανόμετρων που μπορέσαμε να ανιχνεύσουμε. Μπορούσα να ακούσω τον ήχο ενός μόνο βακτηρίου», είπε ο Cees Dekker.
Οι εξαιρετικά μικρές ταλαντώσεις είναι αποτέλεσμα των βιολογικών διεργασιών του βακτηρίου, με κύρια συμβολή το “μαστίγιο“ τους (την ουρά στην επιφάνεια του κυττάρου που ωθεί τα βακτήρια). «Αυτά τα χτυπήματα νανοκλίμακας μπορούν να μετατραπούν σε ήχους και να ακουστούν», λέει ο Alijani.
Αυτή η έρευνα έχει τεράστιες επιπτώσεις στην ανίχνευση της αντοχής στα αντιβιοτικά. Εάν το βακτήριο ήταν ανθεκτικό στα αντιβιοτικά, οι ταλαντώσεις θα συνεχίζονταν απλώς στο ίδιο επίπεδο.
Όταν τα βακτήρια ήταν ευαίσθητα στο φάρμακο, οι δονήσεις έπεφταν και μετά εξαφανίζονταν εντελώς. Λόγω της υψηλής ευαισθησίας του τυμπάνου γραφενίου, το φαινόμενο μπορεί να ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας μόνο ένα κύτταρο.
«Για το μέλλον, στοχεύουμε να βελτιστοποιήσουμε την πλατφόρμα ευαισθησίας στα αντιβιοτικά με βάση το γραφένιο σε μονοκύτταρα και να την επικυρώσουμε έναντι μιας ποικιλίας παθογόνων δειγμάτων έτσι ώστε, τελικά, να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα σύνολο διαγνωστικών εργαλείων για την ταχεία ανίχνευση της αντοχής στα αντιβιοτικά στην κλινική πράξη», εξήγησε ο Farbod Alijani,» σύμφωνα με το SciTechDaily.
«Αυτό θα ήταν ένα ανεκτίμητο εργαλείο για την καταπολέμηση της αντοχής στα αντιβιοτικά, μια αυξανόμενη απειλή για την ανθρώπινη υγεία σε όλο τον κόσμο», δήλωσε ο συνάδελφός του Peter Steeneken.
