威胁生命的细菌对抗生素的抗药性越来越强，因此寻找抗生素的替代品成为一个日益紧迫的挑战。对于某些应用，一种选择可能是一种特殊类型的激光。
圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员发现，发出超短光脉冲的激光可以杀死多药耐药细菌和坚硬的细菌孢子。调查结果，可在网上查阅
生物光子学杂志，
打开使用这种激光摧毁细菌的可能性，这些细菌是很难用其他方法杀死的。研究人员此前已经证明，这种激光不会损害人体细胞，因此可以想象使用激光消毒伤口或消毒血液产品。
“超短脉冲激光技术在保存人类蛋白质和细胞的同时，独特地使病原体失活，”华盛顿大学Mallinckrodt放射研究所(MIR)放射学讲师邵逸伟(David)Tsen博士说。“想象一下，如果在关闭手术伤口之前，我们可以扫描一束激光束，从而进一步降低感染的几率。我可以看到，这种技术很快就被用于体外消毒生物制品，甚至在未来通过透析和激光治疗设备来治疗血液感染。”
Tsen和资深作者塞缪尔.阿齐里福博士，米歇尔M.特尔-波戈斯放射学教授，和平号生物光子学研究中心主任，多年来一直在探索超短脉冲激光器的杀菌特性。他们已经证明，这种激光可以在不伤害人类细胞的情况下使病毒和普通细菌灭活。在这项与亚利桑那州立大学微生物学教授ShelleyHaydel博士合作进行的新研究中，他们将研究范围扩展到耐抗生素细菌和细菌孢子。
(
研究人员把他们的激光训练成多药耐药。
金黄色葡萄球菌
(Mrsa)，它会引起皮肤、肺部和其他器官的感染，并产生超广谱β-内酰胺酶。
大肠杆菌
大肠杆菌
)，引起尿路感染、腹泻和伤口感染。除了让人痛苦的共同能力之外，MRSA和
大肠杆菌
是非常不同类型的细菌，代表着细菌王国的两个遥远的分支。研究人员还观察了细菌的孢子。
蜡状芽孢杆菌
导致食物中毒和食物腐败。
芽孢杆菌
孢子经得起煮沸和烹调。
在所有情况下，激光杀死了超过99.9%的目标生物，使其数量减少了1000多倍。
病毒和细菌含有密集的蛋白质结构，可以被超短脉冲激光激发。激光导致这些蛋白质结构振动，直到它们的一些分子键断裂。断头很快就会重新连接到他们能找到的任何东西上，在很多情况下，这并不是他们以前所依附的。其结果是蛋白质内部和蛋白质之间的不正确联系混乱，这种混乱导致微生物中正常的蛋白质功能停止运转。
“我们以前发表了一篇论文，我们在其中证明了激光功率的重要性，”Tsen说。“在特定的激光功率下，我们正在灭活病毒。随着能量的增加，你开始灭活细菌。但要开始杀死人类细胞，需要更高的功率，我们说的是数量级。所以有一个治疗窗口，我们可以调整激光参数，这样我们就可以在不影响人体细胞的情况下杀死病原体。”
热，辐射和化学物质，如漂白剂，是有效的消毒对象，但大多数是破坏性太大，不能用于人或生物制品。通过在不破坏细胞的情况下灭活各种细菌和病毒，超短脉冲激光可以提供一种新的方法，使血液产品和其他生物产品更加安全。
“来自人类或动物来源的任何物质都可能被病原体污染，”Tsen说。“在输血给病人之前，我们会检查所有的血液产品。问题是，我们必须知道我们在筛查什么。如果出现一种新的血液传播病毒，就像上世纪70年代和80年代的艾滋病病毒一样，它可能在我们知道之前就进入血液供应。超短脉冲激光可能是确保我们的血液供应不受已知和未知病原体影响的一种方法。”
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