表面等離子體共振成像在藥敏分析和抗生素檢測中的應用.pdf

1、在治療感染性疾病中，抗生素的合理使用十分重要。通常在感染性疾病臨床治療前，需經過抗生素敏感試驗，否則就會導致抗生素的濫用以及細菌耐藥性的增強。然而目前常規(guī)的藥敏試驗方法程序繁瑣，耗時長。因此，在治療前快速地獲得藥敏試驗結果顯得十分重要。此外，抗生素濫用所造成的環(huán)境污染問題也日益受到人們的重視。環(huán)境中殘留的抗生素對人體健康和生態(tài)環(huán)境會造成嚴重的負面影響，因而建立環(huán)境中痕量抗生素快速實時監(jiān)測技術也十分關鍵。表面等離子體共振（Surface

2、Plasmon Resonance，簡稱SPR）技術能實時監(jiān)測生物分子間相互作用，對芯片表面的折光指數變化產生敏感響應，該技術具有非標記、靈敏度高等優(yōu)點而被廣泛應用。表面等離子體共振成像（Surface PlasmonResonance Imaging，簡稱SPRi）技術作為SPR的延伸可實現(xiàn)高通量分析，在藥敏試驗和抗生素檢測識別等領域有較大的應用前景。本論文試圖在SPRi平臺上同時建立抗生素藥敏試驗及抗生素檢測方法。主要包括以下兩部分

3、研究內容:
　　(1)在SPRi傳感金膜表面構建了具有微腔結構的聚二甲基硅氧烷(PDMS)陣列芯片，用于原位監(jiān)測微生物生長曲線。發(fā)現(xiàn)通過SPRi信號變化可以實時觀察到微腔中微生物的生長情況，進行了不同初始濃度大腸桿菌(E.coli)懸浮液生長曲線的測試，并進一步比較了不同種類抗生素對E.coli的敏感性，測定了土霉素的最小抑菌濃度(MIC)。該藥敏試驗技術在PDMS微腔中進行微生物的培養(yǎng)，加速了微生物與培養(yǎng)液之間的物質交換，不僅減

4、少了試劑的消耗量，又加快了微生物的生長速度;其次，SPRi傳感器對芯片表面的折光指數變化十分敏感，大腸桿菌在繁殖過程中吸附沉積于金膜表面后能產生顯著的SPR信號，在5-6h內就能夠得到藥敏試驗的結果;通過SPRi監(jiān)測方法得到的土霉素MIC值與比濁法測試結果相符，具有較高的準確性。該技術集培養(yǎng)、檢測于一體，可實現(xiàn)自動化監(jiān)測，同時該非標記光學檢測方法還可避免樣品本身顏色或渾濁帶來的干擾，因而在實際藥敏試驗中具有較好的應用前景。
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5、2)發(fā)展了一種在SPR傳感芯片表面形成分子印跡聚合物(Molecularly ImprintedPolymer，簡稱MIP)薄膜的原位光聚合方法，該方法具有時間短、均勻性好、在納米尺度內厚度可控等優(yōu)點。以抗生素環(huán)丙沙星(CIP)作為小分子模型，研究了CIP分子印跡SPR傳感芯片對目標分子的靈敏度和選擇性等性能。CIP分子印跡膜對CIP以及結構類似的化合物有較好的選擇性，對環(huán)丙沙星和氧氟沙星的印跡因子分別為2.63和3.80，遠遠高于對阿

6、奇霉素，多巴胺和青霉素的印跡因子;在低濃度10-11mol/L-10-7mol/L范圍內，響應值與CIP濃度呈現(xiàn)較好的線性關系;從重復性實驗結果來看，分子印跡膜的重復性和穩(wěn)定性較好。采用上述快速簡便的光聚合方法我們在SPRi傳感芯片表面制備了三種不同的分子印跡膜陣列位點，利用該MIPs-SPRi芯片進行了不同抗生素的測試實驗，該芯片對環(huán)丙沙星和阿奇霉素兩種抗生素具有不同的響應模式。MIPs-SPRi傳感技術展現(xiàn)了區(qū)分多種不同抗生素的能力