西湖大學鞠峰、周南嘉等 | 基于3D打印的濃度梯度微流控芯片用于微生物的快速藥敏檢測

本研究論文聚焦微生物的快速藥敏檢測研究。抗生素耐藥是目前全球公共衛生安全面臨的一項嚴峻挑戰。病原菌的耐藥性加速進化增加了臨床治療多重耐藥感染的用藥難度與病人死亡率。及時得到微生物的抗生素藥物敏感性結果對于臨床多重耐藥感染的精準診斷與用藥治療具有重要意義。這項研究中設計了基于流阻的微液滴芯片，結合應用刃天青生物指示劑可在5 h內指示微生物在不同濃度抗生素下的生長。該芯片有若干獨立的截留腔室，可自動產生抗生素濃度梯度并形成獨立的微液滴用于檢測細菌藥敏性。該芯片簡化了控制操作和設備集成，相較于傳統方法縮短了藥敏檢測時間，具有良好的應用前景。

圖1 用于細菌抗生素藥物敏感性檢測的濃度梯度微流控芯片的設計與應用示意圖：（a）芯片的制造流程；（b）芯片內產生梯度濃度的過程。其中芯片模具是用摩方精密高精度微納3D打印設備nanoArch S140制備。

圖2 不同濃度刃天青的顯色熒光顯色效果：（a）除去陰性對照后的相對熒光強度；（b）陽性對照和陰性對照的熒光顯色

圖3 三種不同濃度抗生素對大腸桿菌生長的影響

引用本文

Zhang H, Yao Y, Hui Y, et al., 2022. A 3D-printed microfluidic gradient concentration chip for rapid antibiotic-susceptibility testing. Bio-des Manuf 5(1):210–219. https://doi.org/10.1007/s42242-021-00173-0