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利用微流控芯片可实现多重尿路感染病原鉴定与抗生素感性测试

 微流控芯片

  尿路感染是非常常见的感染性疾病,多由细菌引起。临床治疗尿路感染病例时,医生需要了解病原菌的种类、数量以及对于抗生素的敏感性,以便进行针对性治疗。因此,临床上的细菌检测平台,需要具备多重病原菌快速定性与定量分析以及抗生素敏感性测试的功能。

 

 传统的尿路感染病原菌鉴定及抗生素敏感性试验主要采用平板培养法,但是耗时较长,不利于及时诊断和抗生素选择指导。近年开发出了尿路感染病原菌检测新方法,如免疫荧光法、干化学分析法、流式细胞法、聚合酶链式反应、质谱法及新一代测序技术等,虽然可以显著缩短检测时间,但这些方法大多依赖于大型或者精密设备,难以在基层医疗单位推广。因此,急需简便、快速的尿路感染病原菌检测方法。

 

 近年发展起来的微流控芯片细菌分析技术较之传统方法具有很多优势。首先,芯片细菌分析平台小巧便携,操作简便,非常适用于现场快速检测;其次,芯片微分析平台有利于提高测试通量和降低试样消耗量,便于实现高通量分析;此外,大多数芯片细菌分析方法可以免去预增菌步骤,因而可以显著缩短分析时间。因此,微流控芯片技术为细菌分析提供了一种理想的解决方案。然而,目前报道的微流控芯片细菌分析大多只针对单一种类细菌检测,无法满足临床上对病原菌的分析需求。

 

 研究人员研发出了一种微流控芯片纸基细菌分析方法,在芯片培养池中以滤纸作为衬底组合固定菌种特异性显色培养基和抗生素。滤纸成分为纤维素,具有疏松多孔结构,不仅具有良好的生物相容性,而且易于固定试剂,借助芯片集成PVDF疏水薄膜止流阀,引入芯片的尿液样品被分隔于不同培养池,以实现多重显色反应。根据特异性显色结果实现细菌定性鉴定,通过实时显色强度分析实现细菌定量测定,依据抑制显色反应的最低抗生素浓度确定抗生素敏感性,因此在芯片上实现了多重细菌的同时定性与定量分析和AST。

 

 此次研发出的微流控芯片多重细菌鉴定和AST方法,具有操作简单、耗时短、低消耗和高通量的优势,适用于医疗资源匮乏条件下的细菌分析。



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