本文在研究中采用了CellASIC® ONIX系列微流控芯片系統(tǒng)。

細菌耐藥性是什么？

細菌耐藥性在全球范圍內(nèi)的傳播是公共衛(wèi)生領(lǐng)域最為關(guān)注的問題之一，也是微生物學(xué)研究的重點。細菌耐藥性（Resistance to Drug ）又稱抗藥性，指細菌對于抗菌藥物作用的耐受性，耐藥性一旦產(chǎn)生，抗生素的作用就明顯下降。

對耐藥共生菌、環(huán)境菌和致病菌的分析顯示，對目前臨床治療中使用的大多數(shù)抗生素都有耐藥性細菌。

耐藥性是如何獲得的？

耐藥性根據(jù)其發(fā)生原因可分為獲得耐藥性和天然耐藥性。自然界中的病原體，如細菌的某一株可存在天然耐藥質(zhì)粒。當(dāng)長期應(yīng)用抗生素時，占多數(shù)的敏感菌株不斷被殺滅，耐藥菌株就大量繁殖，代替敏感菌株，而使細菌對該種藥物的耐藥率不斷升高。

除此之外，耐藥性還可以在細菌之間傳遞，這種是獲得耐藥性。Tatum和Lederberg發(fā)現(xiàn)了細菌間遺傳物質(zhì)交流的現(xiàn)象，耐藥性的傳播主要是通過水平轉(zhuǎn)移具有耐藥性的質(zhì)粒獲得。質(zhì)粒是一類存在于細菌的遺傳物質(zhì)DNA之外，能自主復(fù)制的環(huán)狀DNA分子。質(zhì)粒的傳遞可以借助熒光成像的方法來進行觀察。

利用熒光成像觀察細菌間質(zhì)粒傳遞

2019年法國里昂大學(xué)分子微生物學(xué)與結(jié)構(gòu)生物化學(xué)中心發(fā)表Science文章，Role of AcrAB-TolC multidrug efflux pump in drug-resistance acquisition by plasmid transfer，構(gòu)建了細菌之間抗藥質(zhì)粒傳遞的模型，進行了相關(guān)研究。

為了更清楚的觀察到細菌間耐藥質(zhì)粒的傳遞，該文章構(gòu)建了細菌間AcrAB-TolC抗四環(huán)素質(zhì)粒傳遞的熒光模型：模型采用E.coli.細菌。

分別是表達紅色熒光質(zhì)粒的供體細菌和表達綠色熒光質(zhì)粒的受體細菌。當(dāng)發(fā)生耐藥質(zhì)粒轉(zhuǎn)移時，在受體細菌中會產(chǎn)生紅色和綠色熒光的puncta。通過計數(shù)puncta的數(shù)量就可以對耐藥轉(zhuǎn)移能力的大小進行量化。

熒光細菌構(gòu)建完畢后就可以上到顯微鏡上進行觀察，細菌的觀察和常規(guī)的貼壁細胞的觀察有著很大的不同，細菌本身比細胞的體積小很多，必須上到高倍物鏡，從而對觀察板的介質(zhì)的光透過率和平整度有很高的要求。此外，細菌本身在培養(yǎng)液中是懸浮生長，和懸浮細胞類似，會飄來飄去，想要固定觀察某一個細菌是很困難的。

因此，研究者需要一套特制的觀察系統(tǒng)。

本文在研究中采用了CellASIC® ONIX系列微流控芯片系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的溫度、氣體控制幫助細菌的觀察維持在37 °C ，持續(xù)4-6h；同時借助其梯度高度的微孔板，保證了細菌不會上下左右的飄動，使得追蹤特定細菌的連續(xù)變化成為可能。

170um的高透底面也可以支持高倍物鏡的放大，puncta清晰可見，經(jīng)過分析后可以輕松獲得基于時間軸的耐藥性變化趨勢：

CellASIC® ONIX系列整套系統(tǒng)如下：

CAX2-S0000 

CellASIC ONIX2 Microfluidic System