表面等離子體共振成像在藥敏分析和抗生素檢測(cè)中的應(yīng)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(jīng)過(guò)抗生素敏感試驗(yàn)，否則就會(huì)導(dǎo)致抗生素的濫用以及細(xì)菌耐藥性的增強(qiáng)。然而目前常規(guī)的藥敏試驗(yàn)方法程序繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)。因此，在治療前快速地獲得藥敏試驗(yàn)結(jié)果顯得十分重要。此外，抗生素濫用所造成的環(huán)境污染問(wèn)題也日益受到人們的重視。環(huán)境中殘留的抗生素對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，因而建立環(huán)境中痕量抗生素快速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)也十分關(guān)鍵。表面等離子體共振（Surface

2、Plasmon Resonance，簡(jiǎn)稱(chēng)SPR）技術(shù)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物分子間相互作用，對(duì)芯片表面的折光指數(shù)變化產(chǎn)生敏感響應(yīng)，該技術(shù)具有非標(biāo)記、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。表面等離子體共振成像（Surface PlasmonResonance Imaging，簡(jiǎn)稱(chēng)SPRi）技術(shù)作為SPR的延伸可實(shí)現(xiàn)高通量分析，在藥敏試驗(yàn)和抗生素檢測(cè)識(shí)別等領(lǐng)域有較大的應(yīng)用前景。本論文試圖在SPRi平臺(tái)上同時(shí)建立抗生素藥敏試驗(yàn)及抗生素檢測(cè)方法。主要包括以下兩部分

3、研究?jī)?nèi)容:
　　(1)在SPRi傳感金膜表面構(gòu)建了具有微腔結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)陣列芯片，用于原位監(jiān)測(cè)微生物生長(zhǎng)曲線(xiàn)。發(fā)現(xiàn)通過(guò)SPRi信號(hào)變化可以實(shí)時(shí)觀(guān)察到微腔中微生物的生長(zhǎng)情況，進(jìn)行了不同初始濃度大腸桿菌(E.coli)懸浮液生長(zhǎng)曲線(xiàn)的測(cè)試，并進(jìn)一步比較了不同種類(lèi)抗生素對(duì)E.coli的敏感性，測(cè)定了土霉素的最小抑菌濃度(MIC)。該藥敏試驗(yàn)技術(shù)在PDMS微腔中進(jìn)行微生物的培養(yǎng)，加速了微生物與培養(yǎng)液之間的物質(zhì)交換，不僅減

4、少了試劑的消耗量，又加快了微生物的生長(zhǎng)速度;其次，SPRi傳感器對(duì)芯片表面的折光指數(shù)變化十分敏感，大腸桿菌在繁殖過(guò)程中吸附沉積于金膜表面后能產(chǎn)生顯著的SPR信號(hào)，在5-6h內(nèi)就能夠得到藥敏試驗(yàn)的結(jié)果;通過(guò)SPRi監(jiān)測(cè)方法得到的土霉素MIC值與比濁法測(cè)試結(jié)果相符，具有較高的準(zhǔn)確性。該技術(shù)集培養(yǎng)、檢測(cè)于一體，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，同時(shí)該非標(biāo)記光學(xué)檢測(cè)方法還可避免樣品本身顏色或渾濁帶來(lái)的干擾，因而在實(shí)際藥敏試驗(yàn)中具有較好的應(yīng)用前景。
　　(

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(jiǎn)稱(chēng)MIP)薄膜的原位光聚合方法，該方法具有時(shí)間短、均勻性好、在納米尺度內(nèi)厚度可控等優(yōu)點(diǎn)。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(duì)目標(biāo)分子的靈敏度和選擇性等性能。CIP分子印跡膜對(duì)CIP以及結(jié)構(gòu)類(lèi)似的化合物有較好的選擇性，對(duì)環(huán)丙沙星和氧氟沙星的印跡因子分別為2.63和3.80，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)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(nèi)，響應(yīng)值與CIP濃度呈現(xiàn)較好的線(xiàn)性關(guān)系;從重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，分子印跡膜的重復(fù)性和穩(wěn)定性較好。采用上述快速簡(jiǎn)便的光聚合方法我們?cè)赟PRi傳感芯片表面制備了三種不同的分子印跡膜陣列位點(diǎn)，利用該MIPs-SPRi芯片進(jìn)行了不同抗生素的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，該芯片對(duì)環(huán)丙沙星和阿奇霉素兩種抗生素具有不同的響應(yīng)模式。MIPs-SPRi傳感技術(shù)展現(xiàn)了區(qū)分多種不同抗生素的能力