磁性纳米培养:观察土壤微生物广阔世界的微小镜头

据估计,地球上存在着 1 万亿种微生物,但科学家们能够研究的微生物种类还不到其中的百分之二。由于许多微生物无法在实验室中培养,卡内基梅隆大学的研究人员正在开发在现场培养它们的技术。

来源:英国物理学家网首页
A:示意图显示如何使用微流体装置创建磁响应纳米培养物。 B、C:所得纳米培养物的扫描电子显微镜 (SEM) 图像显示其均匀的尺寸、球形形状和完整的壳结构,证明了微尺度上成功且一致的制造。图片来源:塔博·尼帕

据估计,地球上存在着 1 万亿种微生物,但科学家们能够研究的微生物种类还不到其中的百分之二。由于许多微生物无法在实验室中培养,卡内基梅隆大学的研究人员正在开发在现场培养它们的技术。

用于培养以前未知的微生物物种的更好工具可能会带来新型抗生素或其他治疗产品。 Tagbo Niepa 开发了一种微胶囊系统,可以在自然环境中培养微生物,而不是在实验室条件下培养微生物,因为在实验室条件下微生物的行为有所不同。

由于每个微胶囊可容纳纳升体积的微生物培养物,因此这些微型生物反应器被称为“纳米培养物”。例如,土壤中天然存在的微生物可以被隔离在纳米培养物中,然后可以将其放回土壤中。

磁性纳米培养物在外部磁场存在下进行磁泳。比例尺:500 µm。图片来源:塔博·尼帕

用于靶向检索的磁性纳米培养物

一旦将纳米培养物放入土壤或其他环境中,研究人员就需要一种有效且有针对性的方法来检索它们。化学工程和生物医学工程副教授涅帕和合作者设计了可以用磁铁移动的纳米培养物。在《科学进展》上发表的文章中,他们展示了使用磁响应纳米培养物培养微生物的概念证明。

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