用于快速抗生素敏感性測試的微流控平臺研究進(jìn)展

微流控（Microfluidic）平臺已成為快速抗生素敏感性測試（AST）的一種有前景的解決方案，而抗生素敏感性測試是對抗抗生素耐藥性的關(guān)鍵組成部分?？股啬退幖?xì)菌的增加對全球公共衛(wèi)生構(gòu)成重大威脅，因?yàn)樗乖S多傳統(tǒng)的抗生素失去效用。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，醫(yī)療保健提供者必須快速、準(zhǔn)確地確定患者感染的細(xì)菌對各種抗生素的敏感性，以便選擇最有效的治療方法。然而，傳統(tǒng)的抗生素敏感性測試長達(dá)48小時(shí)才得出結(jié)果，這推遲了靶向治療的實(shí)施，并可能導(dǎo)致患者病情惡化。據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，為了滿足這一迫切需求，研究人員的目光投向微流控技術(shù)，以期加快抗生素敏感性測試速度，并改善患者護(hù)理。

微流控平臺利用流體在微尺度上的獨(dú)特特性來操縱和分析少量生物樣品。微流控平臺通常由蝕刻在襯底（例如硅、玻璃或聚合物）上的微通道、腔室和閥門組成，并且該平臺還可以被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行廣泛的實(shí)驗(yàn)室操作，包括細(xì)胞培養(yǎng)、分離和檢測。通過使這些操作過程微型化，微流控平臺提供了優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)的幾個(gè)優(yōu)勢，包括減少了樣品和試劑的消耗量、加快了反應(yīng)時(shí)間以及提高了靈敏度和精度。這些優(yōu)勢使微流控技術(shù)特別適合抗生素敏感性測試應(yīng)用，在該應(yīng)用中，快速且準(zhǔn)確的測試是至關(guān)重要的。

用于抗生素敏感性測試的微流控平臺的關(guān)鍵進(jìn)展之一是單細(xì)胞分析技術(shù)的發(fā)展。傳統(tǒng)的抗生素敏感性測試方法依賴于在抗生素存在的情況下檢測細(xì)菌生長，這需要大量的細(xì)胞以及延長的孵育時(shí)間。相比之下，微流控平臺可以分離和分析單個(gè)細(xì)菌細(xì)胞，從而能夠直接觀察抗生素對細(xì)胞形態(tài)、分裂和活力的影響。這種直接觀察單細(xì)胞的方法不僅減少了抗生素敏感性測試所需的時(shí)間，而且為抗生素耐藥性機(jī)制提供了有價(jià)值的見解。

用于單細(xì)胞水平的快速抗生素敏感性測試的微流控技術(shù)，包括表型分析（基于微流控的單細(xì)菌培養(yǎng)）和基于基因的抗菌素耐藥性（AMR）測試（液滴數(shù)字分析）。

微流控瓊脂糖通道中的單細(xì)胞形態(tài)分析

用于抗生素敏感性測試的微流控平臺的另一個(gè)重大進(jìn)展是先進(jìn)檢測方法的集成?；?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/4854/" target="_blank">光學(xué)、電化學(xué)、質(zhì)譜的檢測方法等被整合到微流控平臺中，實(shí)現(xiàn)了對細(xì)菌生長和抗生素功效的實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而進(jìn)一步加速抗生素敏感性測試過程。例如，研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種使用光學(xué)傳感器的微流控平臺，可以測量細(xì)菌細(xì)胞密度、熒光或光散射對抗生素治療的不同反應(yīng)。先進(jìn)檢測方法與微流控平臺的集成，可以在幾小時(shí)內(nèi)快速生成抗生素敏感性測試結(jié)果，與傳統(tǒng)方法相比，顯著縮短了測試時(shí)間。

除了上述技術(shù)上的進(jìn)步，用于抗生素敏感性測試的微流控平臺還得益于“芯片實(shí)驗(yàn)室（LOC）”器件領(lǐng)域的發(fā)展。芯片實(shí)驗(yàn)室器件將多種實(shí)驗(yàn)室功能集成到單顆芯片上，為即時(shí)診斷（POCT）提供了緊湊、便攜的解決方案。研究人員通過將用于抗生素敏感性測試的微流控平臺整合到芯片實(shí)驗(yàn)室器件中，可以開發(fā)用戶友好且具有成本效益的測試工具，用于臨床環(huán)境中的快速抗生素敏感性測試。這種整合有可能徹底改變細(xì)菌感染的診療服務(wù)，使醫(yī)療保健提供者能夠更快、更有效地做出理智的治療決定。

盡管用于抗生素敏感性測試的微流控平臺取得了重大進(jìn)展，但是在這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐之前，仍有一些挑戰(zhàn)有待解決。這些挑戰(zhàn)包括對標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議、穩(wěn)健可靠的制造方法的需求，以及微流控平臺與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室工作流程和儀器的集成。然而，隨著研究人員不斷完善和優(yōu)化技術(shù)，微流控平臺很可能會在全球?qū)箍股啬退幮怨ぷ髦邪l(fā)揮越來越重要的作用。

綜上所述，微流控平臺為快速抗生素敏感性測試提供了一個(gè)很有前景的解決方案。通過利用流體在微觀尺度上的獨(dú)特特性，微流控平臺可以提供快速且準(zhǔn)確的抗生素敏感性測試結(jié)果，改善患者護(hù)理并為有針對性的抗生素治療提供信息。隨著這一領(lǐng)域研究的不斷推進(jìn)，微流控平臺有可能徹底改變細(xì)菌感染的診療，并為全球?qū)箍股啬退幮怨ぷ髯龀鲐暙I(xiàn)。