شناسایی باکتری‌ها به کمک میکروسکوپ نیروی اتمی

محققان آمریکایی موفق به ارائه‌ی سیستم تشخیص خودکاری شدند که می‌تواند باکتری M. lysodeikticus را از باکتری P. fluorescens تشخیص دهد. این سیستم بر اساس ویژگی‌های الکترومکانیکی این دو باکتری عمل می‌کند.

محققان آمریکایی موفق به ارائه‌ی سیستم تشخیص خودکاری شدند که می‌تواند باکتری M.
lysodeikticus را از باکتری P. fluorescens تشخیص دهد. این سیستم بر اساس ویژگی‌های
الکترومکانیکی این دو باکتری عمل می‌کند. اطلاعات الکترومکانیکی مربوط به این
باکتری‌ها و بستری که بر روی آن رشد می‌کنند در محدوده‌ی مشخصی از فرکانس‌ با بزرگ‌نمایی
فضایی تقریباً ۵۰ نانومتر به دست می‌آید. تحلیل الگوریتمی این اطلاعات امکان
شناسایی هر یک از این باکتری‌ها و بسترشان را فراهم می‌کند.

شناسایی باکتری‌ها کار بسیار مهمی است، اما همواره با دشواری‌هایی همراه بوده‌‌است
که از آن جمله می‌توان به مراحل مشکل و زمان‌‌بر آماده‌‌سازی نمونه اشاره کرد. برای
تسریع و تسهیل این فرایند، دانشمندان دانشگاه کلیمسون و آزمایشگاه ملی Oak Ridge
روش جدیدی را ارائه کرده‌اند.
 

روش این گروه تحقیقاتی بر مبنای تغییر پیکربندی باکتری در حضور میدان الکتریکی است.
میزان این تغییر رابطه‌ی مستقیمی با برخی شاخص‌ها نظیر استحکام و ترکیب شیمیایی
پوسته‌ی خارجی باکتری دارد. در این روش با اعمال میدان الکتریکی متغییر (با فرکانس‌های
مختلف) باکتری را در یک نقطه تثبیت و عکس‌‌العمل پوسته‌ی بیرونی این باکتری را در
برابر میدان اعمالی بررسی می‌کنند. اطلاعات حاصل از این مرحله به‌وسیله‌ی روش‌های
هوشمند مصنوعی تجزیه و تحلیل می‌گردد. خروجی این مرحله یک «نقشه‌ی تشخیص» است که از
روی آن می‌توان باکتری‌ها و بستری را که بر روی آن رشد می‌کنند، تشخیص داد.

در این روش از میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده می‌شود که در آن نوک بسیار تیزی به قطر
۱۰ نانومتر به نمونه‌ نیرو وارد می‌کند. در آزمایش‌هایی که تغییرات الکترومکانیکی
موجود در آن ناشی از برهم‌کنش دو جسم است (مانند برهم‌کنش‌های موجود در غشا‌ها و یا
کانال‌های یونی) باید ولتاژی بین نمونه و نوک میکروسکوپ اعمال کرد. از آنالیز
بخش‌های مهم طیف به دست‌‌آمده، می‌توان «نقشه‌ی تشخیص» را ترسیم نمود.

مشاهده و کنترل پاسخ‌های الکترومکانیکی در مقیاس نانو می‌تواند مسیر تازه‌ای در
دنیای پزشکی، پیوند بافت‌ها و bioMEMS ایجاد کند.