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納米“光鑷”可捕獲和操縱噬菌體

2024年02月29日09:10 | 來源:科技日報
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原標題:納米“光鑷”可捕獲和操縱噬菌體

科技日報北京2月28日電 (記者劉霞)瑞士和法國科學家攜手,開發出一種芯片上的納米“光鑷”,能以最小光功率捕獲、操縱和識別單個噬菌體,有望加速甚至改變基於噬菌體的療法,治療具有抗生素耐藥性的細菌感染。相關研究論文發表於最新一期《Small》雜志。

抗生素耐藥性對人類健康的威脅與日俱增,科學家正在不斷尋找治療耐藥菌感染的新方法,噬菌體成為“救星”之一。噬菌體是一種捕食細菌的病毒。但利用噬菌體對抗細菌感染的相關療法面臨一大挑戰,即為特定感染找到合適的噬菌體就像大海撈針。目前的方法不僅涉及繁瑣的培養程序,而且分析也極其耗費時間。

瑞士洛桑聯邦理工學院、法國格勒諾布爾核能研究中心和洛桑大學醫院的科學家,開發出一種芯片上的納米“光鑷”,其能用最小的光功率捕獲和操縱單個細菌及病毒粒子,並實時獲取被捕獲微生物的信息。

這種納米“光鑷”利用高度聚焦的激光束,捕獲和操縱病毒粒子等微觀物體。光會產生梯度力,將粒子吸引到高強度的焦點,有效地將其固定在適當位置,而無需物理接觸。1986年,物理學家亞瑟·阿什金首次發明了“光鑷”,並因此獲得2018年諾貝爾物理學獎。

研究團隊指出,最新方法的不同之處在於,納米“光鑷”能讀取每個粒子在光中的獨特變化,以此區分不同類型的噬菌體,而無需使用任何化學標簽或表面生物受體。這種方法可顯著加快治療性噬菌體的選擇,從而更快實現基於噬菌體的治療。

最新研究還具有超越噬菌體療法的意義。能夠實時操縱和研究單個病毒粒子,為科學家提供了快速測試和實驗的強大工具,有助於更深入了解病毒與宿主的相互作用,更好地應對細菌感染。

【總編輯圈點】

一束光的力量有多大?光鑷可以給出最佳答案。真正的“強者”不僅僅是力量足,還要夠精准。光鑷顧名思義,是用光抓住和控制物體,它可以非接觸、無損傷地操縱活體物質,並且它產生的特定數量級的力,更適合於生物細胞、亞細胞以及原子物理的研究。正如本文中團隊利用光鑷對噬菌體的操作,將極大助力未來遺傳調控、復制、轉錄與翻譯等方面的生物學基礎研究和基因工程。

(責編:羅知之、陳鍵)
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