石墨烯膜揭示的細菌配樂

你有沒有想過細菌是否會發出獨特的聲音?如果我們能聽到細菌的聲音，我們就能知道它們是否還活著。當使用抗生素殺死細菌時，這些聲音就會停止——當然，除非細菌對抗生素有抗藥性。這正是由FarbodAlijani博士領導的代爾夫特理工大學的一組研究人員現在設法做到的：他們使用石墨烯捕獲了單個細菌的低水平噪聲。現在，他們的研究發表在NatureNanotechnology上。

FarbodAlijani的團隊最初是在研究石墨烯力學的基礎知識，但在某個時候，他們想知道如果這種極其敏感的材料與單個生物物體接觸會發生什么。“石墨烯是一種由單層原子組成的碳，也被稱為神奇材料，”阿里賈尼說。“它非常堅固，具有良好的電氣和機械性能，而且對外力也極為敏感。”

研究人員團隊與CeesDekker的納米生物學小組和PeterSteeneken的納米力學小組展開了合作。與博士一起。學生IrekRoslon和博士后AleksandreJaparidze博士，該團隊對大腸桿菌進行了他們的第一次實驗。CeesDekker：“我們看到的是驚人的。當單個細菌粘附在石墨烯鼓的表面時，它會產生隨機振蕩，振幅低至我們可以檢測到的幾納米。我們可以聽到單個細菌的聲音。"

用細菌沖壓石墨烯鼓

極小的振蕩是細菌生物過程的結果，主要來自它們的鞭毛(細胞表面的尾巴推動細菌)。“要了解石墨烯上這些鞭毛節拍的微小程度，值得一提的是，當到達沙袋時，它們至少比拳擊手的拳頭小100億倍。然而，這些納米級節拍可以轉換為音軌并被聆聽——并且這真是太酷了，”阿里賈尼說。

這項研究對檢測抗生素耐藥性具有重大意義。實驗結果是明確的：如果細菌對抗生素產生抗藥性，那么振蕩只會以相同的水平繼續。當細菌對藥物敏感時，振動會減弱，直到一兩個小時后，它們就完全消失了。由于石墨烯鼓的高靈敏度，只需一個電池即可檢測到這種現象。

FarbodAlijani說：“對于未來，我們的目標是優化我們的單細胞石墨烯抗生素敏感性平臺，并針對各種病原體樣本對其進行驗證。最終它可以用作快速檢測抗生素耐藥性的有效診斷工具包。臨床實踐。”

PeterSteeneken說：“這將是對抗抗生素耐藥性的寶貴工具，抗生素耐藥性對世界各地的人類健康構成日益嚴重的威脅。”

這項研究的標題是“用石墨烯鼓探測單個細菌的納米運動”。