基于微流體的藥物篩選芯片在8小時(shí)內(nèi)識(shí)別抗生素相互作用
KAIST研究小組開發(fā)了一種基于微流體的藥物篩選芯片,可在8小時(shí)內(nèi)識(shí)別兩種抗生素之間的協(xié)同相互作用。該芯片可以是基于細(xì)胞的藥物篩選平臺(tái),用于探索抗生素相互作用的關(guān)鍵藥理學(xué)模式,以及篩選其他細(xì)胞類藥物和臨床治療指導(dǎo)的潛在應(yīng)用。
抗生素敏感性試驗(yàn)確定了能夠有效抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的抗生素的類型和劑量,近年來隨著抗生素抗性致病菌株的出現(xiàn)而變得越來越重要。為了克服抗生素抗性細(xì)菌,使用兩種或更多種抗生素的組合療法已經(jīng)引起相當(dāng)大的關(guān)注。然而,主要問題是這種療法并不總是有效; 偶爾,不利的抗生素對(duì)可能會(huì)使結(jié)果惡化,導(dǎo)致抑制抗菌作用。因此,組合檢測(cè)是尋找合適的抗生素對(duì)及其針對(duì)未知病原體的濃度范圍的關(guān)鍵初步過程,但傳統(tǒng)的檢測(cè)方法不便于濃縮稀釋和樣品制備,他們需要超過24小時(shí)才能產(chǎn)生結(jié)果。為了縮短時(shí)間并提高組合測(cè)試的效率,機(jī)械工程系的Jessie Sungyun Jeon教授與生物科學(xué)系Hyun Jung Chung教授合作開發(fā)了一種高通量藥物篩選芯片,可產(chǎn)生121個(gè)成對(duì)濃度兩種抗生素。該團(tuán)隊(duì)使用了微流控芯片,樣品體積為幾十微升。該芯片能夠在35分鐘內(nèi)自動(dòng)形成121對(duì)成濃度的兩種抗生素。他們將細(xì)菌樣品和瓊脂糖的混合物加載到微通道中,并將含有或不含抗生素的試劑注入周圍的微通道中。抗生素分子從具有抗生素的通道擴(kuò)散到?jīng)]有抗生素的通道導(dǎo)致在捕獲細(xì)菌的瓊脂糖凝膠上形成兩種正交濃度梯度的兩種抗生素。研究小組通過顯微鏡觀察了抗生素正交梯度對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)的抑制作用超過6小時(shí),并確認(rèn)了抗生素對(duì)的不同模式,將相互作用類型分為協(xié)同作用或拮抗作用。Jeon教授說:“基于微流體的藥物篩選芯片的可行性很有前景,我們希望我們的微流控芯片能夠在不久的將來實(shí)現(xiàn)商業(yè)化和利用。” 這項(xiàng)由Seunggyu Kim領(lǐng)導(dǎo)的研究于2019年3月21日在片上實(shí)驗(yàn)室(10.1039 / c8lc01406j)上發(fā)表。
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