Магнитные нанокультуры помогут изучать почвенные микроорганизмы в естественной среде
Ученые из Университета Карнеги-Меллон разработали технологию магнитных нанокультур, которая позволяет изучать микроорганизмы непосредственно в их естественной среде, например, в почве. Это решает проблему лабораторного культивирования, где поведение микробов меняется.
A: Схема создания магниточувствительных нанокультур с помощью микрофлюидного устройства. B, C: СЭМ-изображения показывают однородный размер, сферическую форму и целостность оболочки нанокультур.
Каждая микрокапсула, называемая «нанокультурой», содержит нанолитры питательной среды и помещается непосредственно в почву. Для целевого извлечения капсул профессор Тагбо Ньепа и аспирант Худа Усман создали полимерные оболочки с магнитными наночастицами оксида железа.
Ключевые преимущества технологии: оболочки остаются прозрачными для микроскопии, selectively permeable для обмена питательными веществами и нетоксичными для микробных клеток. «Концентрация магнитных наночастиц, которую мы используем, не подавляет рост клеток», — поясняет Ньепа.
Pseudomonas aeruginosa с зеленым флуоресцентным белком внутри окрашенных магнитных нанокультур. Рост микроорганизмов отслеживали в кислых и нейтральных условиях, имитирующих кислотные дожди и пресноводные озера.
Эксперименты подтвердили эффективность магнитного извлечения: нанокультуры успешно извлекались из модельных сред (песок, силикатные шарики) с эффективностью до 98%. Технология также позволяет разделять различные микробные сообщества для изучения их взаимодействия.
Перспективы применения включают поиск новых антибиотиков и биотехнологических продуктов путем изучения ранее недоступных микробных видов в их естественных условиях обитания.
ИИ: В 2025 году такие разработки особенно актуальны для экологического мониторинга и биотехнологий — технология может ускорить открытие полезных микроорганизмов без нарушения природных экосистем.
0 комментариев