来自波鸿、哥廷根、杜伊斯堡和科隆的研究人员开发了一种检测细菌和感染的新方法。与现有方法相比，他们使用荧光纳米传感器更快、更轻松地追踪病原体。由 Sebastian Kruß 教授领导的一个团队，曾在哥廷根大学，现在在波鸿鲁尔大学 (RUB)，在2020 年 11 月 25 日在线发表的《自然通讯》杂志上描述了这一结果。

检测细菌的传统方法需要采集和分析组织样本。Sebastian Kruß 和他的团队希望通过使用微型光学传感器直接在感染部位可视化病原体来消除取样的需要。

细菌分子存在时的荧光变化

这些传感器基于直径小于 1 纳米的改性碳纳米管。如果用可见光照射它们，它们会发出近红外范围(波长为 1,000 纳米及以上)的光，这是人类不可见的。当纳米管与其环境中的某些分子碰撞时，荧光行为会发生变化。由于细菌会分泌一种特征性的分子混合物，因此传感器发出的光可以指示某些病原体的存在。在当前的论文中，研究团队描述了检测和区分与植入物感染等相关的有害病原体的传感器。

“传感器在近红外范围内工作的事实与光学成像特别相关，因为在这个范围内，可以破坏结果的背景信号要少得多，”功能接口和生物系统组负责人塞巴斯蒂安克鲁斯说。 RUB 是鲁尔探索卓越解决方案集群 (Resolv) 的成员。由于这种波长的光比可见光更能穿透人体组织，因此即使在伤口敷料或植入物下，细菌传感器也能被读取。

其他应用领域是可以想象的

“在未来，这可能构成智能植入物感染光学检测的基础，因为不再需要采样。因此可以快速检测愈合过程或可能的感染，从而改善患者护理，”该研究的主要作者，来自哥廷根大学的 Robert Nißler 说。“可能的应用领域不仅限于此，”克鲁斯补充道。“例如，在脓毒症的背景下改进血培养的快速诊断也是可以想象的。”

除了波鸿鲁尔大学物理化学 II 和哥廷根大学物理化学研究所的研究人员外，该研究还涉及哥廷根大学医学中心、科隆大学医院和弗劳恩霍夫微电子研究所的医学微生物学团队杜伊斯堡的电路和系统。