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开发出磁性革兰氏染色方法检测细菌
点击次数:733 发布时间:2012-7-16
细菌革兰氏染色是一种存在已久的常规性诊断方法,能够被用来初步诊断和简化抗生素选择.它是一种简单的在显微镜下将细菌分为两类---革兰氏阳性和革兰氏阴性---的方法.如今,在一项新研究中,美国研究人员对一种方法加以改进而开发出磁性革兰氏染色(magnetic Gram staining)方法.这允许对细菌进行类型特异性的和自动化的磁性检测和分离.相关研究结果于2012年6月28日在线发表在Angewandte Chemie期刊上,论文标题为"A Magnetic Gram Stain for Bacterial Detection".
约一百年前,丹麦细菌学家Hans Christian Gram开发出革兰氏染色技术.在这种技术中,利用着色剂结晶紫对细菌培养物进行着色,这是因为结晶紫能够进入细菌细胞壁中的胞壁质层(murein layer)之内,然后利用含碘溶液进行处理而使得结晶紫与碘形成水不溶性的复合物.一些类型细菌含有较厚的胞壁质层,而其他类型的细菌只含有较薄的胞壁质层.随后利用乙醇处理就能够将着色剂复合物从较薄的胞壁质层中清洗出来,然而这种复合物仍然牢牢地结合在较厚的胞壁质层之中.因此,着色剂被冲走的细菌被定义为革兰氏阴性,而那些仍然保持暗紫色的细菌被定义为革兰氏阳性.
如今,研究人员与来自美国波士顿市哈佛大学的Ralph Weissleder开展合作而对经典革兰氏染色方法进行改进而开发出磁性诊断技术.为了实现这点,他们将一种"分子挂钩(molecular hook)"附着到结晶紫分子上.利用这种修改后的染料,这种染色过程与zui初始的一样发挥作用.然而,经染色后,与这些"分子挂钩"相对应的"鱼眼(eyes)"被用来将磁性纳米颗粒附着到着色剂上.这使得人们很容易对细菌进行定量:利用核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)仪器检测这些颗粒的磁化强度.
在进行乙醇冲洗之前,人们可能利用这种核磁共振测量来获得革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的总数,然而在进行冲洗之后,再次来测量革兰氏阳性细菌的浓度.
这种磁性检测方法的优势在于它的高度灵敏性,这样人们就可能能够直接让样品磁化,并且在不用事先纯化或培养细菌就可进行测量.通过利用研究小组开发出的这种简单但又灵敏性的小型化微核磁共振仪器(miniaturized micro-NMR instrument),人们将能够开发出一种快速的和灵敏性的现场检测方法.此外,这种磁化作用也可能能够被用来从样品中分离细菌.