מיקרורובוטים מגנטיים יכולים לפנות פתוגנים במוצרי חלב

שילוב מושלם של כימיה והנדסה יצר רובוטים מיקרוסקופיים שמתפקדים כמו תאי חיסון מיוחדים - המסוגלים לרדוף אחרי אשמים פתוגניים עם צילום מגע ספציפי.

הפתוגן המדובר הוא Staphylococcus aureus (S. aureus), אשר יכול להשפיע על ייצור החלב של פרות חלב. החיידקים האלה גם מייצרים רעלים כאלה לגרום להרעלת מזון ומחלות מערכת העיכול בבני אדם (שכוללות את הטריפקטה הרגילה של שלשולים, התכווצויות בטן ובחילות).

הוצאת הרעלים ממוצרי חלב אינה קלה לביצוע. הרעלים נוטים להיות יציבים ולא ניתן למגר אותם על ידי שיטות היגיינה נפוצות בייצור מזון, כמו פסטור ועיקור בחום. עם זאת, קבוצה בינלאומית של חוקרים בראשות צוות מהאוניברסיטה לכימיה וטכנולוגיה פראג אולי המציאה דרך אחרת להיפטר מהפתוגניים המציקים האלה: עם צבא זעיר של מגנטיים מיקרורובוטים. בנוסף, כל "MagRobot" מצויד בנוגדן המכוון ספציפית לחלבון על ה-S. חיידקי אוראוס, כמו מנגנון מנעול ומפתח.

במחקר הוכחה קטן שפורסם בכתב העת קָטָן, הצוות פירט כיצד MagRobots אלה יכולים לקשור ולבודד את S. aureus מחלב מבלי להשפיע על חיידקים אחרים שעלולים להתרחש באופן טבעי.

ננו-בוטים רודפי חיידקים מכים גלים לאחרונה ברפואה, ניקוי פצעים ו רובד שיניים. ואם המכשירים הזעירים האלה יכולים לעבוד בניסויים אמיתיים ומוגדלים, בניגוד רק במעבדה, הם מבטיחים לצמצם את השימוש באנטיביוטיקה.

בעבר, רובוטים מיקרוסקופיים הונעו על ידי אור, כימיקלים ואפילו אולטרסאונד. אבל MagRobots אלה מונעים דרך שדה מגנטי מיוחד. הצוות חשב שטופס שליטה זה הוא האפשרות הטובה ביותר ללכת איתה מכיוון שהרובוטים לא ייצרו תוצרי לוואי רעילים, וניתן לגשת אליהם מרחוק לצורך הגדרה מחדש ותכנות מחדש.

כדי לייצר את ה- MagRobots, חלקיקים פרמגנטיים מכוסים בתרכובת כימית המאפשרת ציפוי שלהם בנוגדנים התואמים לחלבונים על דופן התא של S. אוראוס. זה מאפשר ל-MagRobot למצוא, לקשור ולשלוף את החיידקים. שדה מגנטי מסתובב רוחבי עם תדרים שונים משמש לתיאום הבוטים. בתדרים גבוהים יותר, ה- MagRobots נעו מהר יותר. החוקרים קבעו מראש את מסלול המיקרורובוטים כך שהם "ילכו" הלוך ושוב דרך תמיסת בקרה ומיכל עם חלב בתוכו בשלוש שורות ושתי עמודות. הם מאוחזרים באמצעות א מגנט קבוע.

במהלך הניסוי, MagRobots שנמדדו בקוטר של 2.8 מיקרומטר הצליחו להסיר כ-60% מה-S. תאי אוראוס בשעה אחת. כאשר ה-MagRobots הוכנסו לחלב המכיל את שניהם S. aureus וחיידק נוסף, E. coli, הוא הצליח להימנע מה-E. coli והולכים אך ורק אחרי ה-S. אוראוס.

"תוצאות אלו מצביעות על כך שהמערכת שלנו יכולה להסיר בהצלחה את S. aureus נשאר לאחר פיסטור החלב", כתבו החוקרים. "יתרה מכך, מערכת ההסרה נטולת הדלק הזו המבוססת על רובוטים מגנטיים היא ספציפית ל-S. חיידקי aureus ואינו משפיע על מיקרוביוטת החלב הטבעית או מוסיף תרכובות רעילות הנובעות מזרז דלק."

בנוסף, הם מציעים שניתן ליישם שיטה זו על מגוון פתוגנים אחרים פשוט על ידי שינוי המשטחים של מיקרורובוטים אלה.