رباتی که باکتری‌ها را با «لمس کردن» شناسایی می‌کند

ICTPRESS - یک ربات جدید تنها با لمس، باکتری‌ها را بدون رنگ‌آمیزی یا برچسب‌های شیمیایی شناسایی می‌کند.

به گزارش شبکه خبری ICTPRESS به نقل از فیز، شناسایی سریع باکتری‌ها در حوزه‌هایی مانند مراقبت‌های بهداشتی، ایمنی مواد غذایی، پایش محیط‌زیست و کنترل عفونت اهمیت زیادی دارد.

یکی از نخستین و رایج‌ترین مراحل در این فرایند، طبقه‌بندی گِرَم (Gram classification) است که باکتری‌ها را به دو گروه گرم‌مثبت و گرم‌منفی تقسیم می‌کند.

این اطلاعات می‌تواند به پزشکان و متخصصان کمک کند تا در مراحل اولیه، تصمیم‌های مناسب‌تری برای درمان و اقدامات ایمنی اتخاذ کنند. با این حال، روش متداول رنگ‌آمیزی گرم (Gram staining) به چندین مرحله شیمیایی، نیروی متخصص و تفسیر دستی نتایج نیاز دارد.

اکنون گروهی از پژوهشگران به سرپرستی پروفسور زونگ-هونگ لین از دانشگاه ملی تایوان، یک سامانه رباتیک حسگرمحور را توسعه داده‌اند که باکتری‌ها را از طریق «حس لامسه» شناسایی می‌کند.

این سامانه از یک حسگر انعطاف‌پذیر نصب‌شده روی یک گیره رباتیک استفاده می‌کند. هنگامی که ربات به‌ آرامی با نمونه باکتری تماس پیدا می‌کند، سطح باکتری یک سیگنال الکتریکی بسیار ضعیف تولید می‌کند. از آنجا که ساختار دیواره سلولی باکتری‌های گرم‌مثبت و گرم‌منفی با یکدیگر متفاوت است، هر گروه الگوهای سیگنال متفاوتی ایجاد می‌کند.

پژوهشگران این سامانه را روی چند گونه شناخته‌شده از باکتری‌ها، از جمله اشرشیا کلی (Escherichia coli)، استافیلوکوکوس اورئوس (Staphylococcus aureus)، استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس (Staphylococcus epidermidis) و سودوموناس آئروژینوزا (Pseudomonas aeruginosa) آزمایش کردند.

با ترکیب سیگنال‌های حاصل از دو ماده حسگر مختلف و تحلیل این الگوها با استفاده از یک مدل رایانه‌ای، سامانه توانست با دقت ۹۰٫۹۳ درصد باکتری‌های گرم‌مثبت و گرم‌منفی را از یکدیگر تفکیک کند. زمان پاسخ این سامانه نیز تنها ۶۲۰ میلی‌ثانیه بود.

این روش چندین مزیت عملی دارد. نخست اینکه به مواد رنگ‌آمیزی یا برچسب‌های شیمیایی نیاز ندارد. همچنین استفاده از سکوی رباتیک، نیاز به تماس مستقیم انسان با نمونه‌های باکتریایی را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، این روش غیرمخرب است؛ به این معنا که می‌توان از آن در سامانه‌هایی استفاده کرد که به پایش مکرر یا خودکار نمونه‌ها نیاز دارند.

پژوهشگران معتقدند این راهبرد مبتنی بر حس لامسه می‌تواند به توسعه ابزارهای سریع‌تر برای تشخیص در محل درمان، خودکارسازی فرایندهای میکروب‌شناسی و افزایش ایمنی در پایش باکتری‌ها در مراکز درمانی و محیط‌زیست کمک کند.

همچنین در آینده می‌توان این سامانه را برای شناسایی طیف گسترده‌تری از عوامل بیماری‌زا، از جمله باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک و سایر میکروارگانیسم‌های مهم از نظر بالینی، گسترش داد.