本文在研究中采用了CellASIC® ONIX系列微流控芯片系統(tǒng)。

細菌耐藥性是什么？

細菌耐藥性在全球范圍內的傳播是公共衛(wèi)生領域最為關注的問題之一，也是微生物學研究的重點。細菌耐藥性（Resistance to Drug ）又稱抗藥性，指細菌對于抗菌藥物作用的耐受性，耐藥性一旦產生，抗生素的作用就明顯下降。

對耐藥共生菌、環(huán)境菌和致病菌的分析顯示，對目前臨床治療中使用的大多數(shù)抗生素都有耐藥性細菌。

耐藥性是如何獲得的？

耐藥性根據其發(fā)生原因可分為獲得耐藥性和天然耐藥性。自然界中的病原體，如細菌的某一株可存在天然耐藥質粒。當長期應用抗生素時，占多數(shù)的敏感菌株不斷被殺滅，耐藥菌株就大量繁殖，代替敏感菌株，而使細菌對該種藥物的耐藥率不斷升高。

除此之外，耐藥性還可以在細菌之間傳遞，這種是獲得耐藥性。Tatum和Lederberg發(fā)現(xiàn)了細菌間遺傳物質交流的現(xiàn)象，耐藥性的傳播主要是通過水平轉移具有耐藥性的質粒獲得。質粒是一類存在于細菌的遺傳物質DNA之外，能自主復制的環(huán)狀DNA分子。質粒的傳遞可以借助熒光成像的方法來進行觀察。

利用熒光成像觀察細菌間質粒傳遞

2019年法國里昂大學分子微生物學與結構生物化學中心發(fā)表Science文章，Role of AcrAB-TolC multidrug efflux pump in drug-resistance acquisition by plasmid transfer，構建了細菌之間抗藥質粒傳遞的模型，進行了相關研究。

為了更清楚的觀察到細菌間耐藥質粒的傳遞，該文章構建了細菌間AcrAB-TolC抗四環(huán)素質粒傳遞的熒光模型：模型采用E.coli.細菌。

分別是表達紅色熒光質粒的供體細菌和表達綠色熒光質粒的受體細菌。當發(fā)生耐藥質粒轉移時，在受體細菌中會產生紅色和綠色熒光的puncta。通過計數(shù)puncta的數(shù)量就可以對耐藥轉移能力的大小進行量化。

熒光細菌構建完畢后就可以上到顯微鏡上進行觀察，細菌的觀察和常規(guī)的貼壁細胞的觀察有著很大的不同，細菌本身比細胞的體積小很多，必須上到高倍物鏡，從而對觀察板的介質的光透過率和平整度有很高的要求。此外，細菌本身在培養(yǎng)液中是懸浮生長，和懸浮細胞類似，會飄來飄去，想要固定觀察某一個細菌是很困難的。

因此，研究者需要一套特制的觀察系統(tǒng)。

本文在研究中采用了CellASIC® ONIX系列微流控芯片系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的溫度、氣體控制幫助細菌的觀察維持在37 °C ，持續(xù)4-6h；同時借助其梯度高度的微孔板，保證了細菌不會上下左右的飄動，使得追蹤特定細菌的連續(xù)變化成為可能。

170um的高透底面也可以支持高倍物鏡的放大，puncta清晰可見，經過分析后可以輕松獲得基于時間軸的耐藥性變化趨勢：

CellASIC® ONIX系列整套系統(tǒng)如下：

CAX2-S0000 

CellASIC ONIX2 Microfluidic System