激光网2月28日消息，洛桑联邦理工学院的科学家们开发了一种改变游戏规则的技术，该技术使用光来操纵和识别单个噬菌体，而无需化学标记或生物受体，这可能会加速和彻底改变基于噬菌体的疗法，这些疗法可以治疗抗生素耐药性细菌感染。
随着抗生素耐药性对我们的健康构成巨大威胁，科学家们一直在寻找治疗细菌感染的替代方法。随着越来越多的细菌菌株胜过我们几十年来一直依赖的药物，在噬菌体中可能会找到一种可能的替代解决方案，噬菌体是捕食细菌的病毒。
噬菌体疗法，即使用噬菌体来对抗细菌感染，作为传统抗生素的可行替代品越来越有吸引力。但有一个问题：为给定的感染找到合适的噬菌体就像大海捞针一样，而目前的方法涉及繁琐的培养、耗时的检测。
现在，洛桑联邦理工学院的科学家与CEA格勒诺布尔和洛桑大学医院合作，开发了片上纳米镊子，可以使用最小的光功率捕获和操纵单个细菌和病毒粒子。这项研究由洛桑联邦理工学院Romuald Houdré小组的Nicolas Villa和Enrico Tartari领导，发表在《Small》杂志上。
纳米镊子是一种光学镊子，是一种科学仪器，它使用高度聚焦的激光束来保持和操纵微观甚至亚微观物体，如三维中的原子。光线产生梯度力，将颗粒吸引到高强度焦点，有效地将它们固定在适当的位置，而无需物理接触。
光镊最早是由物理学家亚瑟·阿什金于1986年发明的，他在1960年代后期研究了光镊背后的原理。阿什金的技术创新为他赢得了 2018 年诺贝尔物理学奖，而光镊仍然是一个密集的研究领域。
有不同类型的光镊。例如，自由空间光镊可以在空气或液体等开放环境中操纵物体，而无需任何物理屏障或引导光线的结构。但在这项研究中，研究人员构建了嵌入在光流体装置中的纳米镊子，该装置将光学和流体技术集成在单个芯片上。
该芯片包含硅基光子晶体腔 - 纳米镊子，本质上是微小的陷阱，使用光产生的力场轻轻地将噬菌体推到适当的位置。该系统使研究人员能够精确控制单个细菌和单个病毒粒子，并实时获取有关被困微生物的信息。
这种方法的不同之处在于，它可以在不使用任何化学标记或表面生物受体的情况下区分不同类型的噬菌体，这可能很耗时，有时甚至是无效的。取而代之的是，纳米镊子通过读取每个粒子在光特性中引起的独特变化来区分噬菌体。无标记方法可以显著加快治疗性噬菌体的选择，有望为潜在的基于噬菌体的治疗提供更快的周转时间。
该研究还具有超越噬菌体疗法的影响。能够实时操纵和研究单个病毒粒子为微生物研究开辟了新的途径，为科学家提供了快速测试和实验的强大工具。这可能会导致对病毒及其与宿主相互作用的更深入的了解，这对于正在进行的抗击传染病的斗争中是无价的。
