細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化抗生素選擇.它是一種簡單的在顯微鏡下將細菌分為兩類---革蘭氏陽性和革蘭氏陰性---的方法.如今,在一項新研究中,美國研究人員對一種方法加以改進而開發(fā)出磁性革蘭氏染色（magnetic Gram staining）方法.這允許對細菌進行類型特異性的和自動化的磁性檢測和分離.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)晶紫對細菌培養(yǎng)物進行著色,這是因為結(jié)晶紫能夠進入細菌細胞壁中的胞壁質(zhì)層（murein layer）之內(nèi),然后利用含碘溶液進行處理而使得結(jié)晶紫與碘形成水不溶性的復(fù)合物.一些類型細菌含有較厚的胞壁質(zhì)層,而其他類型的細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,著色劑被沖走的細菌被定義為革蘭氏陰性,而那些仍然保持暗紫色的細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開展合作而對經(jīng)典革蘭氏染色方法進行改進而開發(fā)出磁性診斷技術(shù).為了實現(xiàn)這點,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細菌進行定量：利用核磁共振（nuclear magnetic resonance, NMR）儀器檢測這些顆粒的磁化強度.
在進行乙醇沖洗之前,人們可能利用這種核磁共振測量來獲得革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌的總數(shù),然而在進行沖洗之后,再次來測量革蘭氏陽性細菌的濃度.
這種磁性檢測方法的優(yōu)勢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)細菌就可進行測量.通過利用研究小組開發(fā)出的這種簡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)場檢測方法.此外,這種磁化作用也可能能夠被用來從樣品中分離細菌.