【原】TU Delft最新进展：石墨烯鼓探测单个细菌的纳米运动和声音（视频）

细菌会发出独特的声音吗？

如果我们能听到细菌的声音，就能知道它们是否还活着。当使用抗生素杀死细菌时，这些声音就会停止，除非细菌对抗生素有抗药性。

荷兰代尔夫特理工大学Farbod Alijani 博士领导的一组研究人员使用超薄双层石墨烯制成的鼓，在其水生长环境中捕获了单个细菌的低水平噪声，研究发表在《Nature Nanotechnology》杂志上。

团队最初是在研究石墨烯物理力学的基础知识时，突然想到了一个奇怪的想法。他们想知道如果这种极其敏感的材料与单个生物物体接触会发生什么。“石墨烯是一种由单层原子组成的碳，也被称为神奇材料，”Alijani博士说，“它非常坚固，具有良好的电气和机械性能，而且对外力也极为敏感。”

研究团队开始与Cees Dekker的纳米生物学小组和Peter Steeneken的纳米力学小组的合作。科学家们与博士生Irek Roslon和博士后Aleksandre Japaridze博士一起使用大肠杆菌进行了他们的第一次实验。Cees Dekker说：“我们所看到的是惊人的！当单个细菌粘附在石墨烯鼓的表面时，它会产生随机振荡，其振幅低至我们可以检测到的几纳米。我们能听到单个细菌的声音！”

极小的振荡是细菌进行生物过程的结果，主要来自它们的鞭毛（细胞表面的尾巴推动细菌）。“石墨烯上的这些鞭毛拍打的力度至少比拳击手的出拳小100亿倍。然而，这些纳米级节拍可以转换成音轨并被聆听——这有多酷，”Japaridze博士说。

这项研究对检测抗生素耐药性具有重大意义。实验结果是明确的：如果细菌对抗生素有抗药性，那么振荡只会以相同的水平继续。当细菌对药物敏感时，振动会减弱，直到一两个小时后，它们就完全消失了。由于石墨烯鼓的高灵敏度，只需一个电池即可检测到这种现象。

Alijani博士说，“对于未来，我们的目标是优化我们的单细胞石墨烯抗生素敏感性平台，并针对各种致病样本对其进行验证。因此，最终它可以作为一种有效的诊断工具包，在临床实践中快速检测抗生素耐药性。”Peter Steeneken总结道，“抗生素耐药性对世界各地的人类健康构成日益严重的威胁，这将是对抗抗生素耐药性的宝贵工具。”

文章DOI链接：https:///10.1038/s41565-022-01111-6

来源：scitechdaily