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默克CellASIC® ONIX微流控芯片,让细菌“无处可逃”

人阅读 发布时间:2021-10-09 15:12

本文在研究中采用了CellASIC® ONIX系列微流控芯片系统。

 

细菌耐药性是什么?

细菌耐药性在全球范围内的传播是公共卫生领域最为关注的问题之一,也是微生物学研究的重点。细菌耐药性(Resistance to Drug )又称抗药性,指细菌对于抗菌药物作用的耐受性,耐药性一旦产生,抗生素的作用就明显下降。

对耐药共生菌、环境菌和致病菌的分析显示,对目前临床治疗中使用的大多数抗生素都有耐药性细菌。

耐药性是如何获得的?

耐药性根据其发生原因可分为获得耐药性和天然耐药性。自然界中的病原体,如细菌的某一株可存在天然耐药质粒。当长期应用抗生素时,占多数的敏感菌株不断被杀灭,耐药菌株就大量繁殖,代替敏感菌株,而使细菌对该种药物的耐药率不断升高。

除此之外,耐药性还可以在细菌之间传递,这种是获得耐药性。Tatum和Lederberg发现了细菌间遗传物质交流的现象,耐药性的传播主要是通过水平转移具有耐药性的质粒获得。质粒是一类存在于细菌的遗传物质DNA之外,能自主复制的环状DNA分子。质粒的传递可以借助荧光成像的方法来进行观察。

利用荧光成像观察细菌间质粒传递

2019年法国里昂大学分子微生物学与结构生物化学中心发表Science文章,Role of AcrAB-TolC multidrug efflux pump in drug-resistance acquisition by plasmid transfer,构建了细菌之间抗药质粒传递的模型,进行了相关研究。

为了更清楚的观察到细菌间耐药质粒的传递,该文章构建了细菌间AcrAB-TolC抗四环素质粒传递的荧光模型:模型采用E.coli.细菌。

 

 

分别是表达红色荧光质粒的供体细菌和表达绿色荧光质粒的受体细菌。当发生耐药质粒转移时,在受体细菌中会产生红色和绿色荧光的puncta。通过计数puncta的数量就可以对耐药转移能力的大小进行量化。

荧光细菌构建完毕后就可以上到显微镜上进行观察,细菌的观察和常规的贴壁细胞的观察有着很大的不同,细菌本身比细胞的体积小很多,必须上到高倍物镜,从而对观察板的介质的光透过率和平整度有很高的要求。此外,细菌本身在培养液中是悬浮生长,和悬浮细胞类似,会飘来飘去,想要固定观察某一个细菌是很困难的。

因此,研究者需要一套特制的观察系统。

本文在研究中采用了CellASIC® ONIX系列微流控芯片系统。这套系统的温度、气体控制帮助细菌的观察维持在37 °C ,持续4-6h;同时借助其梯度高度的微孔板,保证了细菌不会上下左右的飘动,使得追踪特定细菌的连续变化成为可能。

 

170um的高透底面也可以支持高倍物镜的放大,puncta清晰可见,经过分析后可以轻松获得基于时间轴的耐药性变化趋势:

 

CellASIC® ONIX系列整套系统如下:

 

CAX2-S0000 

CellASIC ONIX2 Microfluidic System

 

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