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本研究以微流控芯片为基础研究平台,构建了集尿路感染细菌鉴定与细菌抗生素敏感性测试为一体的微流控分析技术。研究内容:微流控芯片上的尿路感染细菌鉴定及抗生素敏感性测试。 目的:发展一种微流控纸基芯片的便携式微流控装置,用于尿路感染多重细菌鉴定与抗生素敏感性测试分析。 方法:制作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,借助于芯片集成 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。实验依据特异性显色结果实现细菌鉴定,依据实时显色强度分析实现细菌定量,依据抑制显色反应的最低抗生素浓度确定抗生素敏感性,在芯片上实现多重细菌定性、定量分析和药敏分析。研究内容包括:1)设计制作了封装显色培养基和抗生素的复合微流控纸基芯片;2)比较了传统细菌培养方法与芯片法中细菌的生存率;3)考察了细菌的初始数量与出现显色的时间关系;4)验证了芯片方法实现多重细菌鉴定及抗生素敏感性测试的能力;5)在传统方法的基础上,分析了40例尿液标本,验证芯片方法检测实际样品的可行性。 结果:1)制作的芯片能有效地将样品分隔于培养池,防止相互之间有试剂交叉污染;2)平板倾注法计数结果显示:芯片方法培养细菌与传统方类似,细菌数量在10 h培养时间内不断增加并呈现指数增殖状态,增值率无显著差异;3)芯片法细菌培养显示:细菌显色时间 Tt值与初始细菌密度相关,细菌的初始数量越多,显色时间越短,依据 Tt值可以推断出初始细菌密度;4)本实验在细菌鉴定的基础上,参照美国 CLSI稀释法,依据最低的显色抑制浓度判定细菌对于该抗生素的敏感性,在18 h内定性得出细菌对抗生素的 MIC浓度;5)在40例尿液标本中,芯片法检出金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及粪肠球菌16例,与传统方法的一致率为94.1%,芯片法与传统方法 AST结果的总体一致率为93.9%,显示两种方法具有较好的一致性。其中,金黄色葡萄球菌与粪肠球菌 AST结果一致率均为100%,而大肠杆菌的 AST结果一致率稍低为90.7%。综上所述,芯片方法可以在18小时实现3种细菌同步鉴定及6种抗生素敏感性测试。对照实验显示,芯片与传统方法细菌鉴定和抗生素敏感性测试结果一致性分别为94.1%和93.9%。这种微流控芯片细菌分析方法简便快速,非常适合于医疗资源匮乏条件下的细菌分析。 结论:本研究发展的微流控芯片多重细菌鉴定和抗生素敏感性测试方法具有操作简便、耗时短、低消耗和高通量的优势,适合于医疗资源匮乏条件下的细菌分析。后续工作将进一步扩展检测对象范围以促进该技术走向实际应用。