基于液滴陣列微流控芯片的數(shù)字化抗生素敏感性測試.pdf

1、本研究以液滴陣列微流控芯片為基本研究平臺，發(fā)展了一種基于數(shù)字化分析的快速抗生素敏感性測試方法。
　　研究內(nèi)容：
　　（1）設(shè)計和加工一種液滴陣列微流控芯片并發(fā)展相關(guān)操控技術(shù)實現(xiàn)細(xì)菌分散包裹和液滴捕獲；（2）通過熒光呈像實現(xiàn)細(xì)菌(+)和(-)液滴識別，利用Poisson分布算法依據(jù)細(xì)菌陽性液滴比例推算樣品細(xì)菌密度；（3）利用數(shù)字化分析方法發(fā)展了一種抗生素敏感性測試方法；（4）通過標(biāo)準(zhǔn)和實際臨床樣品測試驗證了數(shù)字化抗生素敏感性測

2、試方法的應(yīng)用價值。
　　目的：
　　利用數(shù)字化分析的高分辨力，發(fā)展一種基于微流控液滴芯片的快速抗生素敏感性測試方法。
　　方法：
　　研究設(shè)計和加工一種液滴陣列微流控芯片并發(fā)展相關(guān)操控技術(shù)實現(xiàn)細(xì)菌分散包裹和液滴捕獲。通過熒光呈像實現(xiàn)細(xì)菌(+)和(-)液滴識別，獲得細(xì)菌陽性液滴比例（p），并利用 Poisson分布算法推算細(xì)菌密度。研究通過對培養(yǎng)細(xì)菌連續(xù)計數(shù)獲得了抗生素敏感和耐藥性細(xì)菌的密度-時間變化曲線，依此確定

3、抗生素暴露時間。繼而，以梯度濃度抗生素處理細(xì)菌并根據(jù)細(xì)菌增殖情況確定最小抑菌濃度(MIC)值，以此判定細(xì)菌對于抗生素的敏感性。實驗通過標(biāo)準(zhǔn)和實際臨床樣品測試驗證了上述數(shù)字化抗生素敏感性測試方法。
　　研究結(jié)果：
　　利用自行設(shè)計和加工的液滴陣列微流控芯片，可以在芯片上獲得包含4000個液滴的微陣列。液滴直徑約30（體積約14 pL），粒徑均勻。使用SYTO9/PI(1)標(biāo)記熒光呈像，實現(xiàn)了細(xì)菌(+)和(-)液滴識別。依據(jù)細(xì)菌

4、陽性液滴比例（p），使用Poisson分布算法推算出原始細(xì)菌密度。梯度稀釋細(xì)菌懸液分析結(jié)果顯示這種數(shù)字化方法至少可區(qū)分相差25％的細(xì)菌密度變化，細(xì)菌定量結(jié)果與理論值符合。研究利用慶大霉素敏感和耐藥的質(zhì)控菌大腸桿菌為模型建立了數(shù)字化抗生素敏感性測試方法，結(jié)果顯示數(shù)字化分析可區(qū)分兩株細(xì)菌增殖動力學(xué)差異。根據(jù)數(shù)字化定量結(jié)果，可以在抗生素暴露30 min內(nèi)判定細(xì)菌對抗生素的敏感性。實際臨床樣品測試結(jié)果顯示，芯片數(shù)字化方法可以快速鑒定細(xì)菌性尿路感