細(xì)菌革蘭氏染色是一種存在已久的常規(guī)性診斷方法,能夠被用來初步診斷和簡(jiǎn)化抗生素選擇.它是一種簡(jiǎn)單的在顯微鏡下將細(xì)菌分為兩類---革蘭氏陽性和革蘭氏陰性---的方法.如今,在一項(xiàng)新研究中,美國研究人員對(duì)一種方法加以改進(jìn)而開發(fā)出磁性革蘭氏染色（magnetic Gram staining）方法.這允許對(duì)細(xì)菌進(jìn)行類型特異性的和自動(dòng)化的磁性檢測(cè)和分離.相關(guān)研究結(jié)果于2012年6月28日在線發(fā)表在Angewandte Chemie期刊上,論文標(biāo)題為"A Magnetic Gram Stain for Bacterial Detection".

約一百年前,丹麥細(xì)菌學(xué)家Hans Christian Gram開發(fā)出革蘭氏染色技術(shù).在這種技術(shù)中,利用著色劑結(jié)晶紫對(duì)細(xì)菌培養(yǎng)物進(jìn)行著色,這是因?yàn)榻Y(jié)晶紫能夠進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞壁中的胞壁質(zhì)層（murein layer）之內(nèi),然后利用含碘溶液進(jìn)行處理而使得結(jié)晶紫與碘形成水不溶性的復(fù)合物.一些類型細(xì)菌含有較厚的胞壁質(zhì)層,而其他類型的細(xì)菌只含有較薄的胞壁質(zhì)層.隨后利用乙醇處理就能夠?qū)⒅珓?fù)合物從較薄的胞壁質(zhì)層中清洗出來,然而這種復(fù)合物仍然牢牢地結(jié)合在較厚的胞壁質(zhì)層之中.因此,著色劑被沖走的細(xì)菌被定義為革蘭氏陰性,而那些仍然保持暗紫色的細(xì)菌被定義為革蘭氏陽性.
如今,研究人員與來自美國波士頓市哈佛大學(xué)的Ralph Weissleder開展合作而對(duì)經(jīng)典革蘭氏染色方法進(jìn)行改進(jìn)而開發(fā)出磁性診斷技術(shù).為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn),他們將一種"分子掛鉤（molecular hook）"附著到結(jié)晶紫分子上.利用這種修改后的染料,這種染色過程與zui初始的一樣發(fā)揮作用.然而,經(jīng)染色后,與這些"分子掛鉤"相對(duì)應(yīng)的"魚眼（eyes）"被用來將磁性納米顆粒附著到著色劑上.這使得人們很容易對(duì)細(xì)菌進(jìn)行定量：利用核磁共振（nuclear magnetic resonance, NMR）儀器檢測(cè)這些顆粒的磁化強(qiáng)度.
在進(jìn)行乙醇沖洗之前,人們可能利用這種核磁共振測(cè)量來獲得革蘭氏陽性細(xì)菌和革蘭氏陰性細(xì)菌的總數(shù),然而在進(jìn)行沖洗之后,再次來測(cè)量革蘭氏陽性細(xì)菌的濃度.
這種磁性檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)在于它的高度靈敏性,這樣人們就可能能夠直接讓樣品磁化,并且在不用事先純化或培養(yǎng)細(xì)菌就可進(jìn)行測(cè)量.通過利用研究小組開發(fā)出的這種簡(jiǎn)單但又靈敏性的小型化微核磁共振儀器（miniaturized micro-NMR instrument）,人們將能夠開發(fā)出一種快速的和靈敏性的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法.此外,這種磁化作用也可能能夠被用來從樣品中分離細(xì)菌.