用于快速抗生素敏感性测试的微流控平台研究进展

微流控（Microfluidic）平台已成为快速抗生素敏感性测试（AST）的一种有前景的解决方案，而抗生素敏感性测试是对抗抗生素耐药性的关键组成部分。抗生素耐药细菌的增加对全球公共卫生构成重大威胁，因为它使许多传统的抗生素失去效用。为了应对这一挑战，医疗保健提供者必须快速、准确地确定患者感染的细菌对各种抗生素的敏感性，以便选择最有效的治疗方法。然而，传统的抗生素敏感性测试长达48小时才得出结果，这推迟了靶向治疗的实施，并可能导致患者病情恶化。据麦姆斯咨询报道，为了满足这一迫切需求，研究人员的目光投向微流控技术，以期加快抗生素敏感性测试速度，并改善患者护理。

微流控平台利用流体在微尺度上的独特特性来操纵和分析少量生物样品。微流控平台通常由蚀刻在衬底（例如硅、玻璃或聚合物）上的微通道、腔室和阀门组成，并且该平台还可以被设计用于执行广泛的实验室操作，包括细胞培养、分离和检测。通过使这些操作过程微型化，微流控平台提供了优于传统技术的几个优势，包括减少了样品和试剂的消耗量、加快了反应时间以及提高了灵敏度和精度。这些优势使微流控技术特别适合抗生素敏感性测试应用，在该应用中，快速且准确的测试是至关重要的。

用于抗生素敏感性测试的微流控平台的关键进展之一是单细胞分析技术的发展。传统的抗生素敏感性测试方法依赖于在抗生素存在的情况下检测细菌生长，这需要大量的细胞以及延长的孵育时间。相比之下，微流控平台可以分离和分析单个细菌细胞，从而能够直接观察抗生素对细胞形态、分裂和活力的影响。这种直接观察单细胞的方法不仅减少了抗生素敏感性测试所需的时间，而且为抗生素耐药性机制提供了有价值的见解。

用于单细胞水平的快速抗生素敏感性测试的微流控技术，包括表型分析（基于微流控的单细菌培养）和基于基因的抗菌素耐药性（AMR）测试（液滴数字分析）。

微流控琼脂糖通道中的单细胞形态分析

用于抗生素敏感性测试的微流控平台的另一个重大进展是先进检测方法的集成。基于光学、电化学、质谱的检测方法等被整合到微流控平台中，实现了对细菌生长和抗生素功效的实时监测，从而进一步加速抗生素敏感性测试过程。例如，研究人员已经开发出一种使用光学传感器的微流控平台，可以测量细菌细胞密度、荧光或光散射对抗生素治疗的不同反应。先进检测方法与微流控平台的集成，可以在几小时内快速生成抗生素敏感性测试结果，与传统方法相比，显著缩短了测试时间。

除了上述技术上的进步，用于抗生素敏感性测试的微流控平台还得益于“芯片实验室（LOC）”器件领域的发展。芯片实验室器件将多种实验室功能集成到单颗芯片上，为即时诊断（POCT）提供了紧凑、便携的解决方案。研究人员通过将用于抗生素敏感性测试的微流控平台整合到芯片实验室器件中，可以开发用户友好且具有成本效益的测试工具，用于临床环境中的快速抗生素敏感性测试。这种整合有可能彻底改变细菌感染的诊疗服务，使医疗保健提供者能够更快、更有效地做出理智的治疗决定。

尽管用于抗生素敏感性测试的微流控平台取得了重大进展，但是在这些技术被广泛应用于临床实践之前，仍有一些挑战有待解决。这些挑战包括对标准化协议、稳健可靠的制造方法的需求，以及微流控平台与现有实验室工作流程和仪器的集成。然而，随着研究人员不断完善和优化技术，微流控平台很可能会在全球对抗抗生素耐药性工作中发挥越来越重要的作用。

综上所述，微流控平台为快速抗生素敏感性测试提供了一个很有前景的解决方案。通过利用流体在微观尺度上的独特特性，微流控平台可以提供快速且准确的抗生素敏感性测试结果，改善患者护理并为有针对性的抗生素治疗提供信息。随着这一领域研究的不断推进，微流控平台有可能彻底改变细菌感染的诊疗，并为全球对抗抗生素耐药性工作做出贡献。