Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Метод развития колоний
Бактерии, вызывающие туберкулез (ПЭМ)
Филогенетическое дерево Mycobacterium tuberculosis
Бактерии, вызывающие туберкулез, в слюне
Так делают манту - прививку от туберкулеза

Туберкулез и наночастицы: кто победит?

Ключевые слова:  периодика, туберкулез

Автор(ы): Ai Lin Chun

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

30 ноября 2009

Туберкулез – инфекционное заболевание, являющееся причиной смерти миллионов людей ежегодно. Это заболевание вызывает бактерия Mycobacterium tuberculosis, которая атакует в первую очередь легкие, и распространяется воздушно-капельным путем при кашле и чихании инфицированного больного. Симптомами этого заболевания являются хроническое кровохаркание, высокая температура, испарина по ночам и потеря веса.
Для диагностики туберкулеза существует множество методов, но все они не лишены недостатков. В 1870 году его научились определять при исследовании мазка слюны, который помещается на предметном стекле микроскопа и окрашивается с помощью краски, связывающейся с бактерией, вызывающей заболевание. Затем лаборант определяет число бактерий и степень опасности заболевания. Хотя этот способ быстрый и довольно дешевый, ему недостает чувствительности, которая еще снижается при одновременном инфицировании ВИЧ, что особенно опасно, поскольку туберкулез является основным убийцей людей, зараженных ВИЧ.
Лучшим способом диагностики туберкулеза является исследование образца в лаборатории для определения развития родственных колоний. Этот метод может даже дать оценку отклика микобактерий на антибиотики, используемые для лечения туберкулеза. Хотя этот метод более чувствительный, он занимает от одной до трех недель. При этом во многих развивающихся странах нет возможности проводить этот метод. Таким образом, необходим новый метод диагностики туберкулеза, который был бы одновременно чувствительным, быстрым, недорогим и доступным для работы с необработанными биологическими субстанциями (такими как кровь, моча или слюна).
Решая эту задачу, Ralph Weissleder, Hakho Lee и Tae-Jong Yoon создали простой портативный чип, который может детектировать до 20 бактерий на миллиметр в необработанной слюне за 30 минут. При этом даже метод развития колоний определяет всего 10-100 бактерий на миллиметр, а занимает две недели. Созданный учеными прототип имеет три ключевых компонента:

  1. магнитные наночастицы на основе железа, помеченные антителами, которые будут связываться с целевой бактерией (в нашем случае – туберкулезной),
  2. микрофлюидная система для доставки бактерии и буферного раствора и
  3. устройство для анализа наночастиц с микрокатушкой и мембранным фильтром для сбора, концентрирования и детектирования бактерий.

Новыми в этом устройстве являются магнитные наночастицы и мембранный фильтр. Специфичность системы зависит от антител, и ученым удалось добиться соотношения сигнал:шум=200:1. Такая чувствительность обеспечивается высоким магнитным моментом наночастиц. «Исходно у нас были проблемы с быстрым окислением наночастиц, что заметно снижало их магнитный момент, - говорят ученые, - но если поместить ферритовую оболочку вокруг железного ядра, проблема решается». Многие патологии опасны при очень низкой концентрации бактерий (до 1-2 на миллиметр и даже меньше), но мембранное концентрирование образца может существенно улучшить предел обнаружения. «Идея ввести мембранный фильтр появилась при приготовлении образцов туберкулеза для электронной микроскопии, когда образцы помешаются в шприц и концентрируются мембранным фильтрованием».
С помощью устройства можно изучать также образцы крови и тканей, а поскольку выходным сигналом является сигнал ЯМР, метод свободен от ошибок, вызванных человеческим фактором, и почти не требует обучения. Есть и другие наносенсоры туберкулеза, однако они требуют очистки образца.
«Нанопроволочные сенсоры восприимчивы к редким электрическим разрядам от фонового объекта, а кантилеверные сенсоры используют высокочистые образцы для того, чтобы избежать ложных сигналов от, например, клеточных остатков».


В статье использованы материалы: Diagnostics for Tuberculosis (WHO/TDR, 2006), Global Tuberculosis Control 2009 (WHO, 2009)


Средний балл: 10.0 (голосов 3)

 


Комментарии
А при чем тут ПМР?
Думаю, просто МР.

Прививка от туберкулёза
ЯМР, разумеется, пойду исправлю :)

Прививка от туберкулза - а как правильно?
А зачем ЯМР? И магнитные частицы? Как в оригинале?
Реакция Манту - это не прививка.
Это проба на туберкулёз.

----
И магнитные частицы?
----

Дюже похоже на разновидность иммуномагнитного анализа.

---
А зачем ЯМР?
---
ЯМР -
Палии Наталия Алексеевна, 01 декабря 2009 15:04 
Вообще-то ЯМР давно применяется в медицине,
а для диагностики туберкулеза - недавно
Здравствуйте, Валентина!

---При этом во многих развивающихся странах нет возможности проводить этот метод. Таким образом, необходим новый метод диагностики туберкулеза, который был бы одновременно чувствительным, быстрым, недорогим и доступным для работы с необработанными биологическими субстанциями.---

Скажите, пожалуйста, неужели чип, со всеми его антителами, наночастицами и ЯМР, действительно более доступен, дешев и удобен для применения в развивающихся странах, чем бакпосев на чашку Петри?

---...детектировать до 20 бактерий на миллиметр в необработанной слюне...---

На миллиметр чего?
И почему "всего 10-100 бактерий" хуже, чем 20?
А концентрирование на фильтре давным-давно применяется, например, для контроля качества питьевой воды.

Метод основан на фильтрации установленного объема воды через мембранные фильтры, выращивании посевов на дифференциальной питательной среде с лактозой и последующей идентификации колоний по культуральным и биохимическим свойствам.

Скажем, колиформных бактерий в 100 мл воды должно быть ровным счетом ноль. Если обнаружилось больше двух, сразу проводятся эпидемиологические исследования на энтеровирусы и патогенные бактерии! А вы говорите, 20 бактерий на миллиметр...
Наталия Алексеевна, если в ЯМР-спектрометр запихать ферромагнитный материал - то Вас побьют. Как говорят классики "возможно даже ногами"

То, на что Вы ссылаетесь, работает на другом принципе.
Палии Наталия Алексеевна, 02 декабря 2009 12:28 
Александр Ринатович, по-видимому, вы не тех классиков цитируете (писатели Ильф и Петров и понятия не имели о ЯМР), не потрудитесь, пожалуйста, и обратитесь к классикам науки, заглянув на сайт Nobelprizeorg
Палии Наталия Алексеевна, 02 декабря 2009 12:35 
И обратите внимание на magnetic resonance imaging, а в колонке справа внизу - интресные ссылки See also и Play, небесполезно также Вам будет посмотреть Other resources.
Палии Наталия Алексеевна, 02 декабря 2009 13:57 
И еще посоветую прочитать статью Магнитный резонанс из 5-ти томной Физической энциклопедии под редакцией А.М. Прохорова.
По счастью, уже отсканированы все 5 томов
Наталия Алексеевна, если хотите обсудить ЯМР, то напишите мне на е-mail.

Классиков я не путаю (по крайней мере пока)
Палии Наталия Алексеевна, 03 декабря 2009 13:41 
Александр Ринатович, полагаю, не только вас интересуют физические основы ЯМР и возможности метода, а посему - привожу еще одну ссылку ЯМР-интроскопия статья из солидного журнала (УФН), в открытом доступе, на русском языке.
Наталия Алексеевна, я очень неплохо знаю базовые принципы работы ЯМР, сами спектры, и области приложения этого метода. Дабы не засорять тему, всё-таки напишите мне на e-mail. (nabiullin.alex@tut.by)

А статья в УФН действительно отличная
Палии Наталия Алексеевна, 04 декабря 2009 16:27 
Да, УФН - ведущий научный журнал в России, он публикует прекрасные статьи, и все статьи журнала в открытом доступе, что обуславливает очень высокий импакт-фактор журнала (согласно NATURE цитируемость статей повышается примерно в 3 раза, если журнал в открытом доступе).
Что касается ЯМР, то (как член Европейского Мессбауэровского сообщества) примерно год назад я получила письмо с просьбой о поддержке (today we need your help for a bright future of the Moessbauer and Nuclear
Resonance Community): "... there is a high chance that the new synchrotron source PETRA III at DESY Hamburg will have a beamline dedicated to Nuclear Resonance Scattering (NRS) Techniques. It is planned that the upcoming beamline P01 is shared in between users of Nuclear Resonance (Nuclear Forward and Nuclear Inelastic Scattering as well as synchrotron based PAC) and Inelastic X-Ray Scattering Techniques. The first beam of the new facility is scheduled for 2009.
In order to push the decision into a direction positive for the Mössbauer and Nuclear Resonance community we now need LETTERS of SUPPORT from AS MANY AS
POSSIBLE PRESENT AND FUTURE USERS of NUCLEAR RESONANCE TECHNIQUES. Even if you JUST PLAN to use this technique in the future it is VERY IMPORTANT for us to have such a letter of support." не знаю, повлиял ли мой голос на принятие решения. Вот, пожалуй и все, что могу добавить про ЯМР/NMR
Статья конечно хорошая... Но мне кажется что нано тут не победит... Чем больше занимаюсь нано в медицмне, тем только больше в этом убеждаюсь!!! Пока что все лекарства и разработки связанные с нано большого успеха не имеют! К сожалению знаю плачевные примеры из жизни некоторых людей - лечение проходит просто ужасно, побочных эффектов еще больше чем от химии,... это всё тяжко, дорого, муторно - но работает просто ПЛОХО!!! Так что пока мы тут рисуем красивые деферамбы для них.... Ну это плачевно - так что пока слово всё равно не за человеко, а за природой!!!
как бы это плачевно не звучало!!!
Нано в медицине работает. Причём зачастую очень неплохо.
"Всё есть яд и всё есть лекарство, действие же зависит от дозы"

Что касается туберкулёза - то это скорее болезнь общества. Единственный действенный способ борьбы с ним - тщательный контроль за распространением и профилактические меры.
В статье, вроде бы, не о лечении речь, а о диагностике.
Ну может и о диагностике,... Я просто говорю реальные факты... Что пока что нано работает очень не хорошо!!! Ну если вы не верите... пожалуйста - имени герцена и Блохина - там очень активно стараются внедрять нано!!! Только как вы думаете хороши ли это работает - вы посмотрите на практике как это работает... Я думаю вас это сильно разочарует... Ведь то, что получается на практике, сильно отличается от примеров в жизни!!! однако всё достигается методами ошибок и проб!!! Хорошо, если всё - таки получится разруливать эту ситуацию с положительным исходом!!!!
Трусов Л. А., 17 декабря 2009 23:54 
есть еще два варианта - плохо внедряют и плохо стараются. а нано тут ни при чем.
Всё-таки меня бактерии на миллиметр до сих пор сильно беспокоят.
Кто знает, объясните Гугл не знает.
прививка от туберкулеза?

есть еще два варианта - плохо внедряют и плохо стараются. а нано тут ни при чем.
абсолютно согласна.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанолента для нанокосы
Нанолента для нанокосы

Раман-дайджест от NT-MDT
Научный дайджест NT-MDT №2: Конфокальная рамановская микроскопия и спектроскопия

Профессора РАН выступят с лекциями для школьников по химии, физике и математике
14 ноября 2020 года продолжатся лекции проекта «Научные субботы», проводимые при поддержке корпуса профессоров РАН. Будущие и уже состоявшиеся лекции смотрите на сайте scisaturdays.ras.ru.

SCAMT Workshop Week - практикум по нанотехнологиям в области хим/био/IT. Санкт-Петебург, 1-6 февраля
SCAMT открывает подачу заявок на 6-ую научную школу SCAMT Workshop Week, которая пройдет 1-6 февраля 2021. SCAMT Workshop Week — это уникальный междисциплинарный Хим/Био/IT воркшоп: за 1 неделю у участников будет возможность сделать научный проект в одной из самых современных областей нанотехнологий и освоить новые практические навыки.

Заочная Нанотехнологическая Школа
коллективистскими авторов
Заочная нанотехнологическая школа (сокращенно ЗНТШ) проходит в рамках юбилейной, XV, Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям «Нанотехнологии – прорыв в будущее!» и предваряет начало конкурсов ее заочного отборочного тура. Организаторами ЗНТШ выступают Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова и Фонд инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО). Целью ЗНТШ является подготовка участников XV Всероссийской олимпиады по нанотехнологиям для успешного выступления на состязаниях по комплексу предметов «химия, физика, математика, биология», в конкурсе проектных работ школьников и других конкурсах Олимпиады.

Нобелевская премия за графен, или 10 лет спустя
Алексей Арсенин
О том, как графен повлиял на развитие науки и промышленности и можно ли его назвать материалом будущего — заместитель директора Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, кандидат физико-математических наук Алексей Арсенин

Летние лектории для школьников
ФНМ
Сотрудники Факультета наук о материалах и химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова участвуют в лекториях двух летних школ, организованных Фондом Инфраструктурных и Образовательных Программ (группа РОСНАНО) - Нанограде и летней школе МФТИ.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.