روش بسیار حساس برای شناسایی هاگ‌های باکتریایی

به گزارش روز پنجشنبه گروه علمی پیام رسان روز از از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، هاگ‌های باکتریایی یکی از مقاوم‌ترین ساختارهای طبیعت هستند. این ساختارهای ریز و شبه‌ بذر زمانی تشکیل می‌شوند که باکتری‌ها برای بقا در شرایط نامساعد وارد یک حالت خواب می‌شوند. آن‌ها قادرند در محیط‌های بسیار سخت از جمله آب جوش، مواد ضدعفونی‌کننده رایج و حتی تشعشعات رادیواکتیو زنده بمانند، شرایطی که اغلب باکتری‌های معمولی را از بین می‌برد. مقاومت بالای این هاگ‌ها و توانایی آن‌ها در فعال شدن مجدد در شرایط مناسب، چالش بزرگی در حوزه‌های بهداشت و درمان، کشاورزی و صنایع غذایی محسوب می‌شود.

یوناس سگروالد، دانشجوی دکتری در دپارتمان فیزیک دانشگاه اومئو، یکی از محققان این پروژه، در این زمینه می‌گوید: ما با استفاده از این روش توانسته‌ایم با دقت بالایی هاگ‌های باکتریایی را تشخیص دهیم. این یافته‌ها در ژورنال علمی ACS Sensors با عنوان شناسایی فوق‌حساس هاگ‌های باکتریایی با استفاده از طیف‌سنجی رامان تقویت‌شده سطحی منتشر شده است.

این روش جدید با استفاده از نانو میله‌های طلا و فناوری لیزر، سیگنال‌های یک مولکول خاص موجود در هاگ‌ها را تقویت می‌کند. این روش، که تحت عنوان طیف‌سنجی رامان تقویت‌شده سطحی (SERS) شناخته می‌شود، امکان شناسایی مقادیر بسیار اندک مواد شیمیایی، حتی در حد تک‌مولکول‌ها را فراهم می‌آورد. این قابلیت به تشخیص زودهنگام هاگ‌های باکتریایی در غلظت‌های بسیار پایین کمک می‌کند، امری که در بسیاری از صنایع اهمیت بالایی دارد؛ چراکه اقدامات پیشگیرانه می‌توانند در مراحل اولیه اجرا شوند.

دیمیتری مالیشف، پژوهشگر دپارتمان فیزیک و یکی از نویسندگان این مقاله، در این رابطه می‌گوید: هاگ‌ها در بیمارستان‌ها و صنایع غذایی مشکلات متعددی ایجاد می‌کنند، زیرا می‌توانند به سطوح و تجهیزات بچسبند و باعث آلودگی مکرر شوند. این آلودگی‌ها منجر به بیماری، فساد مواد غذایی و هزینه‌های بالای پاک‌سازی می‌شوند.

یکی از کاربردهای امیدبخش این روش جدید، در صنعت لبنیات است، جایی که هاگ‌های باکتریایی، به‌ویژه گونه‌های باسیلوس (Bacillus)، یک تهدید جدی محسوب می‌شوند. آلودگی در خطوط تولید لبنیات می‌تواند منجر به فساد محصولات، فراخوان‌های گسترده و خطرات بهداشتی برای مصرف‌کنندگان شود. از آنجا که شیر و محصولات لبنی نقش مهمی در رژیم غذایی دارند، تضمین ایمنی غذایی در این صنعت یک اولویت اساسی به شمار می‌رود.

پژوهشگران این فناوری جدید را بر روی یک نمونه آلوده از شیر آزمایش کردند و توانستند هاگ‌های باکتریایی را با موفقیت شناسایی کنند. این موفقیت نشان می‌دهد که روش جدید می‌تواند به بهبود ایمنی غذایی کمک کند و از آلودگی‌های گسترده جلوگیری کند.

یوناس سگروالد در این خصوص می‌گوید: روش ما از حساسیت بالاتری برخوردار است و به ما امکان می‌دهد مقادیر بسیار کمتری از هاگ‌های باکتریایی را نسبت به روش‌های پیشین شناسایی کنیم. اگرچه هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار داریم، اما به‌طور فعال در حال کار روی بهینه‌سازی این فناوری هستیم تا آن را به یک حسگر عملی تبدیل کنیم که بتواند برای صنایع مختلفی که در معرض خطر آلودگی هاگ‌های باکتریایی هستند، سفارشی‌سازی شود.