方一民教授课题组在临床样本中致病菌超快检测技术的研究中取得新进展

发布时间:2022-09-30浏览次数:1006


9月26日,药学院心脑血管药物重点实验室方一民教授研究团队在国际著名学术刊物《PNAS》在线发表了题为“Label-free single-particle imaging approach for ultra-rapiddetection of pathogenic bacteria in clinical samples”的研究论文。我院已出站博士后陈珊、苏钰文副教授、硕士生孙俊杰等人为本文的共同第一作者,方一民教授为本文的通讯作者。

细菌感染是造成人类致病和死亡的主要因素之一。虽然抗生素是治疗细菌感染的有效手段,但由于快速细菌检测技术的匮乏,难以实现有针对性的治疗,导致抗生素的普遍滥用。具有抗生素耐药性的细菌正在增加,细菌性疾病治疗失败率逐渐升高,并导致发病率和死亡率增高及医疗费用的显著增加。目前,细菌耐药已成为一个日益严重的全球挑战,这也是各国政府和全社会广泛关注的世界性难题。因此发展快速的细菌检测技术,实现精准治疗,对于避免抗生素的滥用具有重要意义。

目前致病菌检测的方法主要有细菌培养法和核酸检测法(PCR。细菌培养法虽然成本低但耗时长,无法满足现场检测的需求。PCR方法检测灵敏度高、耗时较短(>1小时)、检测成本高,难以指导用药。其它检测技术如荧光、电化学等方法往往需要分离、孵育和信号放大等复杂的前处理步骤,也难以实现临床样本中细菌的快速检测。

本研究利用课题组最近发展的反射增强暗场成像技术实现了自由溶液中单个细菌散射强度的追踪和散射光斑的特征分析,从而实现临床样本中细菌特征形貌的识别。在此基础上,利用微区加热产生对流实现了显微镜微小观察区域内细菌的快速筛查。该方法无需使用昂贵的生物试剂,避免了复杂的前处理和信号放大等步骤,可在10分钟内完成临床样本中细菌的快速、准确筛查,为临床样本中细菌的快速检测提供新策略。

文章链接:https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2206990119



(图/文:方一民课题组 ,审核:陈宏山)