谈述葡萄球菌多通道串联式压电传感器在细菌检测中运用站

摘要：串联式压电传感器是由压电石英晶体和一对插入溶液中的平行板对电极串联组成，该传感器对溶液中的电参数(如电导、电容)变化有灵敏的响应，而多通道串联式压电传感器(Multi-channal Series Piezoelectric Quartz Crystal, MSPQC)是一台以串联式压电传感器为基础构建的能同时检测多个样本的新型传感器。具有灵敏度高、响应谱广、成本低廉、操作简单等优点并已成功运用到浅析化学、生命科学、临床医学、环境监测等众多领域。此论文是在本实验室前期工作的基础上，充分利用MSPQC的非质量响应特性，并结合多种临床常见细菌的新陈代谢特性，目的在于拓宽MSPQC在临床检测中的运用范围，使微生物的测定工作更加简单、准确、快速。鉴于此开展了以下几项探讨工作：1、由耐甲氧西林金葡萄球菌感染引起的疾病严重的威胁着人们的健康，由于它对常用的抗生素都耐药，使得耐甲氧西林金葡萄球菌的治疗成为了临床诊所的重要挑战。本论文提出了一种利用多通道串联式压电石英传感装置对耐甲氧西林金葡萄菌(Methicilpn Resistant S. aureus, MRSA)进行检测的策略。通过在改善的YC培养基中加入抗生素头孢西丁来实现对MRSA的检测。文中利用MSPQC法，纸片扩散法和VITEK自动化药敏检测系统同时对51株临床金葡萄球菌进行了检测，实验结果表明，MSPQC检测结果的特异性和敏感性分别为96.6%，100%，且仅需6-8h即可完成对MRSA的检测，检测时间较传统纸片扩散法提前了10h。2、提出了一种新的蔗糖培养基，该培养基可在MSPQC上用于对9种临床常见凝固酶阴性葡萄球菌的快速检测，有效的提升了仪器检测的灵敏度。通过实验比较了这9种凝固酶阴性葡萄球菌在蔗糖培养基和YC培养基中的频移曲线，结果表明：在相同条件下，9种凝固酶阴性葡萄球菌在蔗糖培养基中的检测时间更短，检测信号更显著；此外，通过在检测池中加入无菌绵羊血来进行实验室模拟临床血培养实验，并取得较好的检测效果，实验证明，该法可望临床中进行实际运用。3、通过将串联式压电传感器(SPQC)与叉指微电极(IDE)相结合，设计了一种新的传感器，有望实现对结核分枝杆菌的快速检测。在该实验中采取对人体无侵染性的耻垢分支杆菌来代替结核分枝杆菌进行实验。该策略是通过在叉指微电极上修饰伴刀豆球蛋白(ConA)来实现对分支杆菌的快速检测。因伴刀豆球蛋白可与分支杆菌胞壁外膜上的甘露糖包裹生物大分子(ManLAM)发生凝集反应而将细胞吸附在电极表面，以而引起电极的阻抗变化，这一变化能够被传感器灵敏地捕获，以而实现了对分支杆菌的检测，在MSPQC上完成该检测只需要30min左右，检测范围为1×10~4-1×10~8cfu/ml，检测下限为104cfu/ml。关键词：多通道串联式压电传感器论文头孢西丁论文耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌论文蔗糖论文凝固酶阴性葡萄球菌论文结核分支杆菌论文快速检测论文

摘要5-7

Abstract7-11

第1章 绪论11-23

1.1 葡萄球菌的检验近况11-14

1.1.1 葡萄球菌的种类及生物性状11-12

1.1.2 葡萄球菌的临床感染情况及致病机制12-13

1.1.3 耐甲氧西林金葡萄球菌的检测策略13-14

1.1.4 凝固酶阴性葡萄球菌的检测策略14

1.2 结核分枝杆菌的常规检测技术14-18

1.2.1 分支杆菌的生物学性状14

1.2.2 基于培养法的检测策略14-16

1.2.3 结核分枝杆菌的血清学检测16

1.2.4 基于分子生物学的诊断策略16-17

1.2.5 噬菌体生物扩增法17-18

1.3 压电生物传感器的探讨进展18-20

1.3.1 压电生物传感器的运用18-19

1.3.2 串联式压电传感器19-20

1.3.3 其它非质量型压电传感器的运用20

1.4 微阵列电极的运用20-22

1.4.1 微阵列电极介绍20-21

1.4.2 叉指微阵列电极在传感领域的运用21-22

1.5 论文构思与展望22-23

第2章 MSPQC 用于耐甲氧西林金葡萄球菌的快速检测23-32

2.1 前言23-24

2.2 实验部分24-27

2.2.1 质控菌株24

2.2.2 实验菌株24

2.2.3 培养基和试剂24-25

2.2.4 实验装置25-26

2.2.5 MSPQC 法26

2.2.6 纸片扩散法26

2.2.7 VITEK2-Compat 自动化药敏检测系统26-27

2.3 结果与讨论27-31

2.3.1 压电生物传感仪的检测原理27-28

2.3.2 质控实验28-29

2.3.3 临床金葡 MRSA 的检测29-31

2.4 小结31-32

第3章 MSPQC 法用于凝固酶阴性葡萄球菌的快速检测32-40

3.1 前言32-33

3.2 实验部分33

3.2.1 实验菌株33

3.2.2 试剂和培养基33

3.2.3 实验仪器33

3.2.4 实验策略33

3.3 结果与讨论33-39

3.3.1 检测原理33-34

3.3.2 人葡萄球菌在不同培养基中的响应信号34-35

3.3.3 人葡萄球菌在改善的 YC 培养基中的检测范围35-37

3.3.4 九种常见的凝固酶阴性葡萄球菌在蔗糖培养基中的响应信号37-38

3.3.5 模拟临床血培养检测多种凝固酶阴性葡萄球菌38-39

3.4 小结39-40

第4章 伴刀豆球蛋白修饰的 IDE-SPQC 用于分支杆菌的快速检测40-50

4.1 前言40-41

4.2 实验操作41-44

4.2.1 菌株及实验试剂41

4.2.2 磷酸缓冲液及培养基41-42

4.2.3 实验步骤42-44

4.3 结果与讨论44-49

4.3.1 电极的表征44-46

4.3.2 IDE-SPQC 传感器原理46

4.3.3 IDE-SPQC 对耻垢分支杆菌的检测结果46-49

4.4 小结49-50

结论50-52