Окрашивание бактерий по Граму представляет собой обычный и разработанный достаточно давно диагностический метод, применяющийся для постановки первичного диагноза и облегчающий выбор антибиотика для терапии. С помощью микроскопа весьма просто различить два класса микроорганизмов – грамположительные и грамотрицательные. Исследователи из США смогли модифицировать этот метод – магнитное окрашивание по Граму. Новый метод позволяет проводить автоматическое магнитное, специфичное к классу определение и разделение бактерий.

Окрашивание по Граму было разработано около ста лет назад датским микробиологом Гансом Кристианом Грамом (Hans Christian Gram).

Методика Грама основана на том, что бактериальные культуры подкрашивают специальным красителем – кристаллическим фиолетовым, входящим в слой муреина бактериальных клеточных стенок. В результате обработки йодсодержащим раствором образуются водонерастворимыекомплексы кристаллического фиолетового и йода.

Существует два класса бактерий, различающихся строением клеточных стенок – один характеризуется высоким содержанием муреина в клеточной мембране, другой – низким. В то время как проводящаяся после обработки фиолетовым кристаллическим и йодом промывка анализирующихся бактерий этанолом приводит к тому, что окрашенный комплекс вымывается из стенок бактерий с низким содержанием муреина, этот комплекс не покидает клеточные мембраны, богатые муреином. Таким образом,

бактерии, окраску которых можно отмыть спиртом, относятся к классу грамотрицательных, а те, окраска которых сохраняется после спиртовой промывки – классу грамположительных.

Исследователи из группы Ральфа Вейсследера (Ralph Weissleder) из Гарвардского Университета модифицировали методику окрашивания Грама, превратив ее в метод магнитной диагностики. Для этого они ввели в структуру кристаллического фиолетового «магнитный крюк». Для модифицированного красителя процесс окрашивания протекает также, как он в свое время был разработан Грамом, но после окрашивания краситель с магнитным фрагментом может быть притянут к магнитной наночастице.

Это упрощает подсчет бактерий – в этом случае количество бактерий определенного класса может быть подсчитано с помощью метода ЯМР по намагниченности наночастицы.

Появляется возможность использования метода ЯМР для подсчета общего количества грамположительных и грамотрицательных бактерий, а затем – уже после промывки этанолом для определения количества грамположительных бактерий.

Несомненным достоинством новой методики является ее высокая чувствительность – проводить анализы в данном случае можно без предварительной очистки и культивирования бактерии, помимо этого с помощью новой методики можно будет выделять различные типы бактерий.