含有表皮葡萄球菌和小鼠红细胞（RBC）1:1混合物的液滴打印到镀金载玻片上。图片来源：FAREEHA SAFIR
科技日报记者 张梦然
将激光照射在一滴血、黏液或废水上，反射回来的光就可鉴定样品中的细菌。发表在最新一期《纳米快报》上的一项研究，详细介绍了美国斯坦福大学团队开发的一种创新方法，这种方法可瞬时、廉价、准确地对任何想要测试微生物的液体进行检测。
每种微生物都有自己独特的光学指纹，这就像在光中涂写的遗传和蛋白质组密码。新方法不仅可发现细菌的存在，还可发现样品中具体含有哪些细菌，如大肠杆菌、葡萄球菌、链球菌、沙门氏菌、炭疽菌等。
目前使用的传统培养方法需数小时甚至数天才能完成，如结核病菌培养需要40天。但新测试可在几分钟内完成。该技术的突破点在于能从每个样本令人眼花缭乱的光阵列中揭示这些光谱。研究人员称，每种细菌都表现出独特的光模式，给定样本中的几乎所有其他分子或细胞，也都表现出独特的光模式。样本中的红细胞、白细胞和其他成分发回它们自己的信号，这使得很难甚至不可能将微生物模式与其他细胞的噪音区分开来。
换句话说，一毫升血液可包含数十亿个细胞，其中只有少数可能是微生物。为了找到一种方法来分离和放大仅从细菌反射的光。团队将喷墨打印技术与纳米粒子及人工智能结合起来，使用喷墨打印原理打印数千个微小的血液点。此外，他们将金纳米棒注入样品中，如果存在的话，这些金纳米棒会附着在细菌上，并像天线一样将激光引向细菌，并将信号放大到约1500倍。
该技术还可应用于测试水纯度，或更快、更准、更低成本地诊断感染、改进抗生素使用、提供安全食品、加强环境监测以及加快药物开发。
总编辑圈点
几分钟就能鉴定液体中的微生物？经历了一场全球大疫情的我们，更能深切体会到，这种技术对于保持卫生、预防疾病的重要价值。在我们生活的世界中，微生物几乎无处不在，潮湿的环境尤其是它们繁衍的“圣地”。有些微生物“人畜无害”，有些却对我们的身体健康带来不良影响甚至致命威胁。但我们无法用肉眼分辨生存在微观世界中的它们，这就需要日益精密、高端的技术和工具来让它们“显出原形”。
