基于低剪切力微流控芯片的细菌长期动态培养及抑菌监测研究

作者:张雅丽; 王雪靓; 刘翔; 赵磊; 高建华; 王德富; 牛颜冰; 李毅*; 申少斐*
来源:Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2023, 51(09): 1483-1493.
DOI:10.19756/j.issn.0253-3820.221569

摘要

抗生素引起的致病菌耐药性问题日益严峻,已成为威胁全球公共卫生安全的因素之一。因此,开展病原微生物对各种抗菌药物的敏感性研究,以指导临床合理选用抗菌药物,具有重要的研究意义。为了评估抗菌药物的抑菌作用,本研究设计了一种基于涡旋流高效捕获细菌的低剪切力微流控芯片,通过控制流速可对大肠杆菌TAc-IeGFP(E. coli TAc-IeGFP)进行数小时动态培养,待大肠杆菌生长至稳定期,用3 mg/mL绿原酸(CHA)作用于大肠杆菌,以培养并长期监测大肠杆菌在不同时间段内的生理状态。实验结果表明,3 mg/mL CHA可在6.5 h左右完全抑制铺满整个培养室的大肠杆菌生长,表现出强烈的抑菌作用。同时,采用传统抑菌方法进行对比和验证。肉汤稀释法的实验结果表明,CHA对大肠杆菌有抑制作用,但呈现的抑菌效果存在差异,CHA的最小抑菌浓度在2.5~3.75 mg/mL之间;采用纸片扩散法,1.25~10 mg/mL CHA溶液均无抑菌圈,没有表现出明显的抑菌效果。因此,相较于传统抑菌活性实验,基于微流控芯片进行抑菌活性研究更具优势,不仅可以节约成本,而且稳定高效,减小了实验误差,可最大限度利用CHA抑制致病菌,减少抗菌药物滥用,为抑菌作用的研究提供了一种便捷可靠的检测方法。

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