"Odciski palców" drobnoustrojów mogą tworzyć piękne wzory

O nowej metodzie poinformował w przesłanej PAP informacji prasowej startup Bioavlee, zajmujący się komercjalizacją opracowanej przez Polaków metody. Opiera się ona o zjawisko dyfrakcji laserowej i może być wykorzystywana np. do zapobiegania skażeniu kosmetyków w czasie ich produkcji.

Na czym ta metoda polega? "W skrócie można powiedzieć, że pozwala na uzyskanie +odcisku palca+ badanych drobnoustrojów w postaci wzorców uzyskanych dzięki dyfrakcji światła na ich koloniach" - czytamy w informacji prasowej.

Promieniowanie laserowe oddziałuje bowiem z koloniami mikroorganizmów w specyficzny sposób. Unikalne dla kolonii różnych gatunków bakterii są nie tylko cechy takie jak np. ich kształt - ale także właściwości optyczne, jak np. współczynnik załamania światła. W wyniku oddziaływania promieniowania laserowego z koloniami mikroorganizmów powstają charakterystyczne dla danego gatunku wzorce optyczne - tzw. widma dyfrakcyjne Fresnela. O to właśnie chodzi naukowcom gdy mówią o "odciskach palców" drobnoustrojów.

Do czego to się może przydać? Na podstawie wzorów powstałych w wyniku oddziaływania promieniowania laserowego z koloniami mikroorganizmów identyfikowane są typy drobnoustrojów.

Zawarte w materiale genetycznym cechy komórek różnych gatunków bakterii przekładają się nie tylko na ich indywidualne cechy, takie jak budowa, kształt czy metabolizm - ale także na formowane przez nie makroskopowe struktury biologiczne, jakimi są kolonie bakterii.

"Pomimo tego, że wzorce optyczne kolonii drobnoustrojów zmieniają się w zależności od stadium rozwoju oraz warunków inkubacji i nie zawsze wyglądają tak samo, to nadal stanowią źródło nieocenionych informacji pozwalających na identyfikację badanych drobnoustrojów" - czytamy w komunikacie.

Przy identyfikacji mikroorganizmów na pomoc naukowcom przychodzą samouczące się algorytmy komputerowej analizy informacji obrazowej. Pozwalają one na wyodrębnienie szeregu cech specyficznych dla konkretnego gatunku bakterii, grzybów czy innych drobnoustrojów. Następnie za pomocą zaawansowanych metod statystycznych można wybrać cechy najlepiej charakteryzujące daną kolonię. W ten sposób opracowane zostały modele klasyfikacyjne, pozwalające określić, z jakim mikroorganizmem mamy do czynienia.

Jak informuje w komunikacie firma Bioavlee, prace nad techniką dyfrakcji laserowej trwały ponad 10 lat. Wszystko zaczęło się na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej, gdzie dr inż. Igor Buzalewicz, dr inż. Agnieszka Suchwałko oraz prof. Halina Podbielska rozpoczęli badania nad innowacyjną metodą identyfikacji mikroorganizmów. Specjalnie do tego celu został zaadaptowany układ korelatora optycznego umożliwiający rejestrację wzorców optycznych kolonii drobnoustrojów.

Od 2015 roku technika ta jest z kolei rozwijana i wdrażana przez wrocławski startup Bioavlee. Interdyscyplinarna grupa specjalistów z zakresu inżynierii biomedycznej, optyki, statystycznej analizy danych, mikrobiologii, diagnostyki laboratoryjnej oraz elektroniki i mechatroniki pracuje nad rozwiązaniem dla laboratoriów oraz ośrodków zajmujących się identyfikacją mikrobiologiczną dla przemysłu kosmetycznego, farmaceutycznego, a także spożywczego.

Jak przekonuje Bioavlee, technika dyfrakcji laserowej może posłużyć m.in. do wykrywania w produkowanych kosmetykach tzw. skażenia pierwotnego - czyli takiego, które miało miejsce w czasie produkcji kosmetyku. "Wykorzystując technikę dyfrakcji laserowej do identyfikacji mikroorganizmów, branża kosmetyczna jest w stanie z jednej strony znacznie obniżyć koszty badań laboratoryjnych, a z drugiej skrócić ich czas nawet do 20-24 godzin od posiewu do uzyskania dokładnego wyniku" - przekonuje startup.

PAP - Nauka w Polsce

kflo/ ekr/