微孔板检测在微生物研究中的应用- 大数跨境

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微孔板检测在微生物研究中的应用

进科驰安

2024-06-19

导读：酶标仪为涉及细菌、真菌和病毒的实验提供了理想的检测平台。本文将探讨酶标仪在微生物研究中的优势，及其在生长和活力测定、功能测定，以及药物筛选中的作用。

酶标仪为涉及细菌、真菌和病毒的实验提供了理想的检测平台。本文将探讨酶标仪在微生物研究中的优势，及其在生长和活力测定、功能测定，以及药物筛选中的作用。

利用酶标仪提升微生物分析水平

生长和活力测定

抗微生物筛选、生物量监测和发酵等多种应用都涉及监测微生物种群随时间的变化。评估悬液中微生物生长情况，通常是通过测量浊度或600nm波长处溶液的光密度（OD600）。OD600测量的是散射导致的光传输损失，这种损失会随着溶液中微生物数量的增加而增加。传统的OD600测量方法是使用比色皿和分光光度计。使用酶标仪也可以准确测量OD600，更可提高通量并大幅降低样品使用量。若配备ACU（大气控制单元），可实现氧气和二氧化碳水平的独立控制和温度控制，有助于在最佳条件下进行长期的生长动力学研究。

OD600：微生物生长测定的原理、应用和前景

为了在复杂的样品中更好地识别微生物，还可以用荧光蛋白（如绿色荧光蛋白）对微生物进行转染。在这种情况下，微生物的生长可以在多功能酶标仪中进行测量，结合 OD600和另外的检测模式，如荧光强度或荧光偏振（图1）。

图1：B群无乳酸链球菌的吸光度（A）、荧光（B）和荧光偏振（C）曲线。

另一种测量悬液中微生物生长的方法是散射比浊法。这种技术测量的是样品中不溶性颗粒散射光的强度，尤其适用于测量具有非均质生长模式的微生物的生长情况。在测量细菌和真菌生长时，基于微孔板的散射比浊测定可实现比传统技术更高的可再现性和灵敏度。

药物筛选

抗微生物药物耐药性已被世界卫生组织列为全球十大公共卫生威胁之一，开发预防和治疗耐药菌感染的有效工具越来越重要。噬菌体，这种只侵袭细菌细胞的病毒，成为一种潜在的抗生素替代品。基于微孔板的检测是确定噬菌体抗菌特性的理想平台。除此之外，酶标仪也可用于进一步的抗菌研究，例如通过最低抑菌浓度（MIC）测定，监测特定微生物对药物的敏感性或耐药性。这种方法可用于识别微弱的剂量依赖效应，而采用终点读数或目测读数可能会遗漏这些效应（图2）。

图2：白色念珠菌在含两性霉素B (AMB) 培养基中的剂量依赖性生长曲线。

开发新型抗菌药物的关键步骤是筛选大型化合物库。高通量检测对于高效、及时地决定哪些候选药物需要进一步测试至关重要。多功能酶标仪支持研究人员在单个孔中使用不同的探测模式进行检测，从而大幅减少药物筛选所需的时间和成本。

除了新型候选药物外，基于微孔板的高通量筛选还可用于将现有药物重新用于新靶点，比如新出现的疾病。AlphaLISA等基于Alphascreen® 的检测方法适合在高通量环境中研究药物对蛋⽩质的相互作⽤，从而对新型病原体做出快速反应。

酶标仪不仅可用于确定细菌或真菌微生物的新治疗方案，还可以通过高通量荧光和/或化学发光检测评估宿主细胞的活力，以筛选新型抗病毒候选药物。

功能测定

功能测定对于更好地了解引起微生物复制和感染的分子和细胞机制至关重要。例如，荧光偏振 RNA 合成测定可用于鉴定流感病毒等病毒的RNA聚合酶。还有一些检测方法使用表达报告基因（如荧光蛋白）的转基因病毒，这些报告基因只在病毒复制过程中表达。在这方面，配备ACU的酶标仪可以实时连续测量基因表达长达72小时，适合从动力学角度测试抗病毒药物的效果（图3）。

图3：在 PPIA抑制剂存在的情况下检测到的mCherry荧光信号。

酶标仪也可用于研究酶活性和信号活性，甚至可以检测群体感应（QS），一种使细菌判断和响应环境条件的过程。由于QS会诱导某些细菌（如费氏弧菌 Vibrio fischeri）发光，可使用多功能化学发光酶标仪同时测定环境条件和/或抑制剂对细菌生长（吸光度）和QS（化学发光）的影响。基于吸光度的检测方法也可用于评估微生物生存必需酶的活性。例如，使用可被这些必需酶裂解为发色团的底物，可以实时反映微生物的生长和存活情况。

结论

基于微孔板的检测方法比传统的微生物检测方法更具成本效益和时间效益，可用于研究各种微生物过程，并产生高度可靠、可再现性和准确的结果。与环境控制、孵育和振荡工具的集成，以及高通量能力，使酶标仪成为筛选新型抗菌药物和实时分析微生物生长的理想平台。

BMG LABTECH提供各种模块化的单功能或多功能酶标仪，涵盖多种检测模式，可满足每个微生物实验室的需要。

转载自：BMG LABTECH