Revoluce v diagnostice: Robot rozpozná bakterie dotykem za milisekundy a bez chemikálií

Rychlá identifikace bakterií je klíčová pro zdravotnictví, bezpečnost potravin, monitorování životního prostředí a kontrolu infekcí.

Rychlá identifikace bakterií je klíčová pro zdravotnictví, bezpečnost potravin, monitorování životního prostředí a kontrolu infekcí. Současné metody, jako je Gramovo barvení, vyžadují chemické kroky, školený personál a manuální interpretaci, což proces zpomaluje a zvyšuje riziko chyb.

Tým vědců pod vedením profesora Zong-Honga Lina z Národní tchajwanské univerzity vyvinul robotickou senzorickou platformu, která dokáže identifikovat bakterie pouhým dotykem. Systém využívá flexibilní senzor umístěný na robotickém chapadle. Když se robot jemně dotkne vzorku bakterií, povrch bakterií generuje slabý elektrický signál. Grampozitivní a gramnegativní bakterie mají odlišné struktury buněčných stěn, což vede k rozdílným signálním vzorcům.

Tým testoval reprezentativní bakterie, včetně Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis a Pseudomonas aeruginosa. Kombinací signálů ze dvou senzorických materiálů a analýzou vzorců pomocí počítačového modelu dosáhl systém 90,93% přesnosti v rozlišení grampozitivních a gramnegativních bakterií. Doba odezvy činila pouhých 620 milisekund.

Tento přístup nabízí několik praktických výhod. Nevyžaduje barvicí činidla ani další chemické značky a robotická platforma snižuje potřebu přímé manipulace s bakteriálními vzorky ze strany člověka. Metoda je navíc nedestruktivní, což ji činí potenciálně užitečnou pro budoucí systémy, které vyžadují opakované nebo automatizované monitorování. Vědci předpokládají, že tato dotyková senzorická strategie by mohla přispět k rychlejší diagnostice v místě péče, automatizovaným mikrobiologickým pracovním postupům a bezpečnějšímu monitorování bakterií ve zdravotnictví a v životním prostředí. Další vývoj by mohl rozšířit platformu na širší spektrum patogenů, včetně bakterií rezistentních vůči antibiotikům a dalších klinicky významných mikroorganismů. „Přeměnou jednoduchého dotyku na elektrický otisk nabízí náš systém rychlejší a bezpečnější způsob identifikace bakterií bez chemických značek,“ říká spoluautor Zong-Hong Lin.