加拿大研究人員利用芯片實(shí)驗(yàn)室微流控技術(shù)開發(fā)出一款全新的生物傳感器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)病原菌。

細(xì)菌在我們周圍無處不在，空氣中、物體上、人體內(nèi)部和表面都存在細(xì)菌。它們非常小，以至于發(fā)梢上可以聚集成千上萬的細(xì)菌。細(xì)菌通常是無害的，但是其中一些細(xì)菌可能會(huì)導(dǎo)致食用受污染食物或開放性傷口接觸到臟水的人患病。

細(xì)菌感染的風(fēng)險(xiǎn)

細(xì)菌感染是一類重要的公共健康問題，會(huì)引起一系列的疾病和耐藥性問題。例如，全世界每年約有130萬由結(jié)核分枝桿菌導(dǎo)致的肺結(jié)核死亡病例。同時(shí)，由于細(xì)菌性病原體通常通過食物進(jìn)行傳播，沙門氏菌、大腸桿菌和李斯特菌成為引起美國(guó)人民疾病和死亡的主要原因。

雖然這些傳染病在早期具有很高的可治療性，但目前診斷感染和進(jìn)行藥敏檢測(cè)的方法昂貴、費(fèi)時(shí)且勞動(dòng)密集。通常需要大約二到五天的時(shí)間才能得到準(zhǔn)確可靠的診斷結(jié)果。診斷和治療的延誤，可能會(huì)由于久病和并發(fā)癥的發(fā)展，而導(dǎo)致更高的死亡率和發(fā)病率，同時(shí)也會(huì)增加進(jìn)一步傳播感染的風(fēng)險(xiǎn)。

病原菌的實(shí)時(shí)檢測(cè)

在最近發(fā)表的《自然科學(xué)報(bào)告》（Nature Scientific Reports）中的一項(xiàng)研究中，來自加拿大的一組研究人員利用芯片實(shí)驗(yàn)室微流控技術(shù)開發(fā)了一款生物傳感器，可以快速檢測(cè)病原菌。在由軟刻蝕制成的微流控芯片中注入細(xì)菌樣本，并與微波微帶環(huán)形諧振器結(jié)合，通過在樣品中發(fā)送微波信號(hào)，該裝置能夠快速且準(zhǔn)確地分析并生成所含細(xì)菌的報(bào)告。

重塑對(duì)未來病原菌的診斷

針對(duì)各種情況下的大腸桿菌對(duì)該裝置進(jìn)行測(cè)試后，研究人員證明了在不同pH值下檢測(cè)細(xì)菌濃度可以實(shí)現(xiàn)近乎即時(shí)的響應(yīng)。該裝置也能夠直接觀察并對(duì)細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。通過抗生素藥敏檢測(cè)自動(dòng)化，并提高診斷和處理細(xì)菌感染的能力，將使得臨床微生物實(shí)驗(yàn)室受益。

該研究為重塑未來病原菌的診斷打開了新的大門。研究人員需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)以評(píng)估快速診斷和處理不同感染的可行性。

真菌的培養(yǎng)與鑒定技術(shù)——鑒定試驗(yàn)

真菌的鑒定可采用以下試驗(yàn)進(jìn)行：

1．毛發(fā)穿孔試驗(yàn)?zāi)承┢つw癬菌通過特殊的菌絲附屬器一穿孔器官而使毛發(fā)穿孔，而另一些菌種不見此穿孔器官，借此鑒別某些菌種。穿孔試驗(yàn)陽性可使毛發(fā)有裂口或凹陷。試驗(yàn)陰性，不能使毛發(fā)穿孔。例如石膏樣小孢子菌穿孔試驗(yàn)陽性，紅色毛癬菌穿孔試驗(yàn)陰性。

2．明膠液化試驗(yàn)?zāi)承┱婢哂忻髂z酶，可將明膠蛋白分解成小分子物質(zhì)而導(dǎo)致其在低溫下也不能凝固。主要用于鑒別著色真菌、鏈絲菌、放線菌及諾卡菌等。

3．芽管形成試驗(yàn) 白假絲酵母菌在動(dòng)物血清中孢子伸長(zhǎng)，能形成芽管，但并非所有的假絲酵母菌都能形成芽管，借此鑒定酵母樣真菌。試驗(yàn)要設(shè)陽性(白假絲酵母菌)和陰性對(duì)照(熱帶假絲酵母菌)，并注意控制培養(yǎng)時(shí)間。

4．厚膜孢子形成試驗(yàn)玉米瓊脂加1_ween．80可以降低培養(yǎng)基表面張力，很適宜酵母樣真菌的菌絲和芽生孢子的生長(zhǎng)，白假絲酵母菌在此培養(yǎng)基上能產(chǎn)生厚膜孢子，借此可鑒定白假絲酵母菌。顯微鏡下看到假菌絲中隔部伴有成簇的圓形分生孢子，絕大部分菌株在菌絲頂端有1個(gè)或2個(gè)厚膜孢子。

5.  酚氧化酶試驗(yàn)酚氧化酶能催化單酚羥基化為二酚，進(jìn)一步將其氧化成醌，而醌在非酶促條件下自然氧化生成黑色素。此酶為新生隱球菌所特有，常用于新生隱球菌的鑒定，用己知新生隱球菌和淺白隱球菌分別做陽性和陰性對(duì)照。

6．脲酶試驗(yàn)?zāi)承┱婢缡鄻影_菌、狗小孢子菌、新生隱球菌產(chǎn)生脲酶，可分解尿素產(chǎn)生大量的氨，氨可使培養(yǎng)基的pH升高，從而使酚紅指示劑呈紅色。

7．糖同化或發(fā)酵試驗(yàn)糖同化試驗(yàn)是檢測(cè)真菌對(duì)糖類中碳源利用能力的一種極有價(jià)值的試驗(yàn)。其原理是某些真菌在不含碳源而僅含氮源的合成固體培養(yǎng)基上不生長(zhǎng)。當(dāng)培養(yǎng)基中加入該菌能利用的碳水化合物時(shí)，則該菌生長(zhǎng)。一般對(duì)雙糖類發(fā)酵的真菌，都能同化或利用糖類或碳源，主要用于鑒定酵母菌。糖發(fā)酵試驗(yàn)是檢測(cè)真菌最常用的生化試驗(yàn)，利用真菌對(duì)各種糖類、醇類及醇苷類的發(fā)酵能力，借以鑒定菌種。

此外真菌的鑒定試驗(yàn)還包括：牛乳分解試驗(yàn)，真菌對(duì)牛乳中的乳糖和酪蛋白有分解作用，可產(chǎn)生酸化、凝固、胨化、堿化等反應(yīng)；氮源同化試驗(yàn)，原理同碳源同化試驗(yàn)，但需改用無氮源培養(yǎng)基，不加糖類而加硝酸鉀，觀察對(duì)硝酸鉀的利用情況，用于酵母菌的鑒定：TZC試驗(yàn)，在葡萄糖蛋白胨瓊脂內(nèi)加入O．05g／L氯化三苯基四氮唑，白假絲酵母菌在此培養(yǎng)基上培養(yǎng)后不變色，其他假絲酵母菌培養(yǎng)后變?yōu)榧t色、深紅色或紫色；另外，目前臨床還常用商品化的顯色培養(yǎng)基，快速鑒定白假絲酵母菌和其他假絲酵母菌。

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