基于微流控技术的新型生物传感器可用于实时检测病原菌-汶颢股份
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基于微流控技术的新型生物传感器可用于实时检测病原菌

基于微流控技术的新型生物传感器可用于实时检测病原菌

加拿大研究人员利用芯片实验室微流控技术开发出一款全新的生物传感器,用于实时检测病原菌。

细菌在我们周围无处不在,空气中、物体上、人体内部和表面都存在细菌。它们非常小,以至于发梢上可以聚集成千上万的细菌。细菌通常是无害的,但是其中一些细菌可能会导致食用受污染食物或开放性伤口接触到脏水的人患病。

细菌感染的风险

细菌感染是一类重要的公共健康问题,会引起一系列的疾病和耐药性问题。例如,全世界每年约有130万由结核分枝杆菌导致的肺结核死亡病例。同时,由于细菌性病原体通常通过食物进行传播,沙门氏菌、大肠杆菌和李斯特菌成为引起美国人民疾病和死亡的主要原因。

虽然这些传染病在早期具有很高的可治疗性,但目前诊断感染和进行药敏检测的方法昂贵、费时且劳动密集。通常需要大约二到五天的时间才能得到准确可靠的诊断结果。诊断和治疗的延误,可能会由于久病和并发症的发展,而导致更高的死亡率和发病率,同时也会增加进一步传播感染的风险。

病原菌的实时检测

在最近发表的《自然科学报告》(Nature Scientific Reports)中的一项研究中,来自加拿大的一组研究人员利用芯片实验室微流控技术开发了一款生物传感器,可以快速检测病原菌。在由软刻蚀制成的微流控芯片中注入细菌样本,并与微波微带环形谐振器结合,通过在样品中发送微波信号,该装置能够快速且准确地分析并生成所含细菌的报告。

重塑对未来病原菌的诊断

针对各种情况下的大肠杆菌对该装置进行测试后,研究人员证明了在不同pH值下检测细菌浓度可以实现近乎即时的响应。该装置也能够直接观察并对细菌进行计数。通过抗生素药敏检测自动化,并提高诊断和处理细菌感染的能力,将使得临床微生物实验室受益。

该研究为重塑未来病原菌的诊断打开了新的大门。研究人员需要进一步的实验以评估快速诊断和处理不同感染的可行性。

真菌的培养与鉴定技术——鉴定试验

真菌的鉴定可采用以下试验进行:

1.毛发穿孔试验某些皮肤癣菌通过特殊的菌丝附属器一穿孔器官而使毛发穿孔,而另一些菌种不见此穿孔器官,借此鉴别某些菌种。穿孔试验阳性可使毛发有裂口或凹陷。试验阴性,不能使毛发穿孔。例如石膏样小孢子菌穿孔试验阳性,红色毛癣菌穿孔试验阴性。

2.明胶液化试验某些真菌具有明胶酶,可将明胶蛋白分解成小分子物质而导致其在低温下也不能凝固。主要用于鉴别着色真菌、链丝菌、放线菌及诺卡菌等。

3.芽管形成试验 白假丝酵母菌在动物血清中孢子伸长,能形成芽管,但并非所有的假丝酵母菌都能形成芽管,借此鉴定酵母样真菌。试验要设阳性(白假丝酵母菌)和阴性对照(热带假丝酵母菌),并注意控制培养时间。

4.厚膜孢子形成试验玉米琼脂加1_ween.80可以降低培养基表面张力,很适宜酵母样真菌的菌丝和芽生孢子的生长,白假丝酵母菌在此培养基上能产生厚膜孢子,借此可鉴定白假丝酵母菌。显微镜下看到假菌丝中隔部伴有成簇的圆形分生孢子,绝大部分菌株在菌丝顶端有1个或2个厚膜孢子。

5.  酚氧化酶试验酚氧化酶能催化单酚羟基化为二酚,进一步将其氧化成醌,而醌在非酶促条件下自然氧化生成黑色素。此酶为新生隐球菌所特有,常用于新生隐球菌的鉴定,用己知新生隐球菌和浅白隐球菌分别做阳性和阴性对照。

6.脲酶试验某些真菌如石膏样癣菌、狗小孢子菌、新生隐球菌产生脲酶,可分解尿素产生大量的氨,氨可使培养基的pH升高,从而使酚红指示剂呈红色。

7.糖同化或发酵试验糖同化试验是检测真菌对糖类中碳源利用能力的一种极有价值的试验。其原理是某些真菌在不含碳源而仅含氮源的合成固体培养基上不生长。当培养基中加入该菌能利用的碳水化合物时,则该菌生长。一般对双糖类发酵的真菌,都能同化或利用糖类或碳源,主要用于鉴定酵母菌。糖发酵试验是检测真菌最常用的生化试验,利用真菌对各种糖类、醇类及醇苷类的发酵能力,借以鉴定菌种。

此外真菌的鉴定试验还包括:牛乳分解试验,真菌对牛乳中的乳糖和酪蛋白有分解作用,可产生酸化、凝固、胨化、碱化等反应;氮源同化试验,原理同碳源同化试验,但需改用无氮源培养基,不加糖类而加硝酸钾,观察对硝酸钾的利用情况,用于酵母菌的鉴定:TZC试验,在葡萄糖蛋白胨琼脂内加入O.05g/L氯化三苯基四氮唑,白假丝酵母菌在此培养基上培养后不变色,其他假丝酵母菌培养后变为红色、深红色或紫色;另外,目前临床还常用商品化的显色培养基,快速鉴定白假丝酵母菌和其他假丝酵母菌。

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