本文關(guān)鍵詞：表面等離子體共振成像在藥敏分析和抗生素檢測中的應(yīng)用

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【摘要】：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)過抗生素敏感試驗,否則就會導(dǎo)致抗生素的濫用以及細菌耐藥性的增強。然而目前常規(guī)的藥敏試驗方法程序繁瑣,耗時長。因此,在治療前快速地獲得藥敏試驗結(jié)果顯得十分重要。此外,抗生素濫用所造成的環(huán)境污染問題也日益受到人們的重視。環(huán)境中殘留的抗生素對人體健康和生態(tài)環(huán)境會造成嚴(yán)重的負(fù)面影響,因而建立環(huán)境中痕量抗生素快速實時監(jiān)測技術(shù)也十分關(guān)鍵。表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance,簡稱SPR)技術(shù)能實時監(jiān)測生物分子間相互作用,對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)點而被廣泛應(yīng)用。表面等離子體共振成像(Surface Plasmon Resonance Imaging,簡稱SPRi)技術(shù)作為SPR的延伸可實現(xiàn)高通量分析,在藥敏試驗和抗生素檢測識別等領(lǐng)域有較大的應(yīng)用前景。本論文試圖在SPRi平臺上同時建立抗生素藥敏試驗及抗生素檢測方法。主要包括以下兩部分研究內(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)測微生物生長曲線。發(fā)現(xiàn)通過SPRi信號變化可以實時觀察到微腔中微生物的生長情況,進行了不同初始濃度大腸桿菌(E. coli)懸浮液生長曲線的測試,并進一步比較了不同種類抗生素對E. coli的敏感性,測定了土霉素的最小抑菌濃度(MIC)。該藥敏試驗技術(shù)在PDMS微腔中進行微生物的培養(yǎng),加速了微生物與培養(yǎng)液之間的物質(zhì)交換,不僅減少了試劑的消耗量,又加快了微生物的生長速度；其次,SPRi傳感器對芯片表面的折光指數(shù)變化十分敏感,大腸桿菌在繁殖過程中吸附沉積于金膜表面后能產(chǎn)生顯著的SPR信號,在5-6 h內(nèi)就能夠得到藥敏試驗的結(jié)果；通過SPRi監(jiān)測方法得到的土霉素MIC值與比濁法測試結(jié)果相符,具有較高的準(zhǔn)確性。該技術(shù)集培養(yǎng)、檢測于一體,可實現(xiàn)自動化監(jiān)測,同時該非標(biāo)記光學(xué)檢測方法還可避免樣品本身顏色或渾濁帶來的干擾,因而在實際藥敏試驗中具有較好的應(yīng)用前景。(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 Imprinted Polymer,簡稱MIP)薄膜的原位光聚合方法,該方法具有時間短、均勻性好、在納米尺度內(nèi)厚度可控等優(yōu)點。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傳感芯片對目標(biāo)分子的靈敏度和選擇性等性能。CIP分子印跡膜對CIP以及結(jié)構(gòu)類似的化合物有較好的選擇性,對環(huán)丙沙星和氧氟沙星的印跡因子分別為2.63和3.80,遠遠高于對阿奇霉素,多巴胺和青霉素的印跡因子；在低濃度10-11 mol/L-10-7 mol/L范圍內(nèi),響應(yīng)值與CIP濃度呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系；從重復(fù)性實驗結(jié)果來看,分子印跡膜的重復(fù)性和穩(wěn)定性較好。采用上述快速簡便的光聚合方法我們在SPRi傳感芯片表面制備了三種不同的分子印跡膜陣列位點,利用該MIPs-SPRi芯片進行了不同抗生素的測試實驗,該芯片對環(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,可實現(xiàn)多種抗生素的同時定性及定量分析。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O631.3;TQ460.72

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本文編號：1146179