细菌动力学检测方法是指用于研究细菌生长、繁殖、代谢及对环境或药物响应等动态过程的技术手段。这些方法广泛应用于微生物学、临床诊断、抗生素药敏试验、环境监测和工业发酵等领域。
1. 光密度法(OD600 测定)
原理:利用分光光度计在600 nm波长处测定细菌悬液的光密度(Optical Density, OD),间接反映细菌浓度。
优点:操作简便、快速、非破坏性。
局限:无法区分活菌与死菌;高浓度时可能偏离线性。
2. 平板菌落计数法(CFU 法)
原理:将细菌稀释后涂布于固体培养基,培养后计数形成的菌落(Colony Forming Units, CFU)。
优点:直接反映可培养的活菌数量。
局限:耗时长(通常需18–24小时以上);仅适用于可培养菌种。
3. 时间-杀菌曲线法(Time-Kill Assay)
用途:评估抗菌药物对细菌的动态杀灭效果。
方法:在不同时间点取样,进行CFU计数,绘制细菌数量随时间变化的曲线。
应用:常用于抗生素药效动力学研究。
4. 荧光染色结合显微镜或流式细胞术
常用染料:
SYTO 9 / 碘化丙啶(PI):区分活/死菌(LIVE/DEAD BacLight)。
DAPI、Hoechst:标记DNA。
优点:可实时、定量分析活菌比例;适用于复杂样本。
设备:荧光显微镜、共聚焦显微镜或流式细胞仪。
5. 生物发光/荧光报告系统
原理:将荧光素酶(luciferase)或荧光蛋白(如GFP)基因整合到细菌基因组中,通过发光/荧光强度反映细菌活性或数量。
优点:高灵敏度、可实时监测、适用于体内成像。
应用:感染模型、药物筛选等。
6. 微流控芯片与单细胞追踪
技术特点:在微米级通道中培养单个细菌,结合延时显微成像,观察分裂、运动、应激反应等。
优势:实现单细胞水平的动力学分析。
挑战:设备昂贵、数据分析复杂。
7. 代谢活性检测法
常用方法:
MTT/XTT/WST-1 还原法:检测细菌脱氢酶活性。
ATP 生物发光法:通过检测ATP含量反映活菌量。
优点:快速、高通量。
注意:可能受非细菌来源ATP或还原物质干扰。
8. 实时PCR(qPCR)或数字PCR
原理:通过定量细菌特异性DNA拷贝数,间接反映细菌数量。
优点:灵敏度高、可检测不可培养细菌。
局限:不能区分活/死菌(除非结合PMA预处理)。
9. 阻抗法(Bactec、Bioscan等系统)
原理:细菌代谢改变培养基电导率或pH,引起阻抗变化,自动检测生长信号。
应用:血培养、快速药敏检测。
10. 拉曼光谱与红外光谱
新兴技术:基于细菌代谢产物或细胞成分的光谱特征,实现无标记、实时监测。
优势:无需染色或标记,可结合机器学习进行菌种识别与状态判断。
来源:网络
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