CN107475071A - 用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法 - Google Patents

用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107475071A
CN107475071A CN201710729421.1A CN201710729421A CN107475071A CN 107475071 A CN107475071 A CN 107475071A CN 201710729421 A CN201710729421 A CN 201710729421A CN 107475071 A CN107475071 A CN 107475071A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antibiotic
microchip
coding
quick response
response code
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710729421.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107475071B (zh
Inventor
刘冉
刘哲
费捷
田喻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201710729421.1A priority Critical patent/CN107475071B/zh
Publication of CN107475071A publication Critical patent/CN107475071A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107475071B publication Critical patent/CN107475071B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/18Testing for antimicrobial activity of a material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法,属于生物医药制备技术领域。该芯片包括携带抗生素信息的二维码编码层、抗生素药物以及用于包裹抗生素药物的载药层;抗生素信息包括抗生素名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期。该芯片的制备方法包括利用有掩模光刻加工工艺和微铸模工艺相结合制备多个信息相同的抗生素编码微芯片,以及利用无掩模光刻加工工艺制备多个信息不同的抗生素编码微芯片。利用本发明提供的抗生素编码微芯片用于药敏实验中,能够提高一次实验的检测通量,快速得到检测结果,也能够用于构建微型抗生素药物库,一次检测所有抗生素的药敏性。

Description

用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法
技术领域
本发明涉及一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法,属于生物医药制备技术领域。
背景技术
目前,全球因抗生素滥用导致细菌耐药性出现和传播日益严峻。如果不采取相应的行动,世界将进入“后抗生素时代”,即普通的感染将变得致命,同时超级细菌的出现使得人类面对这一现状更加措手不及。
从细菌耐药性检测的常规方法来看,目前主要有两类技术,一类是表观检验型技术如药敏实验法;另一类方法是通过基于基因和蛋白层面上的检测技术如利用绿色荧光蛋白或荧光素酶试剂盒来检测。而基于纸片扩散的药敏实验因具有简单快速、无放射污染的特点和可靠统一的实验规范成为临床上能够指导用药的最重要的药物敏感性检测方法之一。但由于纸片扩散法一次筛药的通量较低,容易出现抑菌圈无法检测的情况,并且纸片药物信息的不完备和无法快速识别,通常造成实验人力物力的大量耗费以及实验周期延长的后果。目前临床上大多希望达到床旁即时检测,即直接采取病人的病菌样本经过处理后在短时间内获取结果,显然纸片扩散法不能很好地满足临床需要。所以寻求一种技术或方法来改进基于纸片扩散法的药敏实验也是关键而又必要的。参考:《益生乳酸菌的纸片扩散法药敏性试验评价》,冯大伟,周家春,2010。
目前已有一些带编码的载药芯片的出现,但这些芯片普遍尺寸较大,达不到提高抗生素药敏实验检测通量的目的,所以不适宜用作改进抗生素药敏实验;另外现有制备微小尺寸编码芯片的方法多使用有掩模的微加工工艺,但是这种制备工艺成本较高,周期较长,所以需要一种方法来一次检测出所有抗生素的药敏性并记录结果,从而避免多次重复实验。所以用来改进抗生素药敏实验的技术或方法,不仅需要快速高效地提高一次抗生素药敏实验的检测通量筛选出有效抗生素,还需要能够构建一个记录所有抗生素药敏性的库来避免多次重复实验。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法,从低成本、高通量、微尺度的角度出发,使其能够提高一次药敏实验的检测通量从而筛选出有效抗生素,还能够构建一个微型抗生素药物库用来检测所有抗生素的药敏性。
为了实现本发明的目的,本发明的技术方案如下:
本发明提供的一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片,其特征在于:该芯片包括携带抗生素信息的二维码编码层、抗生素药物以及用于包裹抗生素药物的载药层;所述抗生素信息包括抗生素名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期。
上述技术方案中,所述使用浓度为1~10mg/ml,使用剂量为1~3μl。所述的芯片尺寸为400~900μm。所述的用于包裹抗生素药物的载药层材料为透明质酸、药用级明胶、聚乙烯醇或丝素蛋白。
本发明提供的一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片的制备方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
1)使用二维码自动生成软件生成一幅存储有一种抗生素的名称、分子量、使用浓度、药物剂量和使用日期的二维码图片;
2)采用有掩模光刻加工工艺,将步骤1)的二维码刻在二氧化硅或玻璃片基底上,二维码尺寸为300~800μm;
3)使用划片机将二维码从基底上取下得到一个模板,尺寸为400~900μm;
4)将聚二甲基硅氧烷液体倒入模板中,在0~-0.1MPa的气压下常温抽真空30min~60min,至聚二甲基硅氧烷内没有气泡为止;
5)将抽完气泡的聚二甲基硅氧烷放入真空干燥箱中,在80℃~100℃的温度下烘烤120min~240min后取出,得到一个与模板同尺寸的二维码编码层;
6)重复步骤4)~5),制得多个信息相同的二维码编码层;
7)对每个二维码编码层进行清洗、高温灭菌和紫外灭菌;
8)在每个二维码编码层无二维码图案的一面滴上剂量为1~3μl、浓度为1~10mg/ml的相同抗生素溶液,并在常温下固化干燥;
9)在每个固化后的抗生素上滴入剂量为1~3μl、浓度为1~10mg/ml的载药层材料,并在常温下固化干燥;
10)高温灭菌和紫外灭菌后制得多个信息相同的抗生素编码微芯片。
本发明还提供了另一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片的制备方法,其特征在于该方法按如下步骤进行:
1)使用控制立体光固化成型装置的软件同时设计多个二维码结构,每个二维码分别存储不同抗生素的名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期的信息;
2)选取一片二氧化硅或玻璃片基底进行表面亲水处理后,使用无掩模光刻加工工艺在基底上一次制作多个信息不同、尺寸相同的二维码,二维码尺寸为300~800μm;
3)使用划片机从基底上得到多个信息不同、尺寸相同的二维码编码层,编码层尺寸为400~900μm;
4)对每个二维码编码层进行清洗、高温灭菌和紫外灭菌;
5)根据二维码的信息在每个二维码编码层无二维码图案的一面滴上对应的抗生素名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期的抗生素溶液,并在常温下固化干燥,每种抗生素溶液的使用浓度为1~10mg/ml、使用剂量为1~3μl;
6)在每个固化后的抗生素上滴入剂量为1~3μl、浓度为1~10mg/ml的载药层材料,并在常温下固化干燥;
7)高温灭菌和紫外灭菌后一次制得多个抗生素信息不同的编码微芯片。
本发明提供了一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片的识别方法,其特征在于该方法按如下步骤进行:
1)拍摄一张抗生素编码微芯片上的二维码图像;
2)在MATLAB中打开图像,图像尺寸大小控制在500×500像素之内;
3)利用Ostu方法计算整幅图像最适应阈值t后,遍历每个像素点的灰度值,如果灰度值>t,则赋值为255;反之则赋值为0;
4)提取图像中连通区域并进行标记,用jet显色方式表示;
5)遍历所有的连通区域,计算它们的最小外接矩形;
6)对每个最小外接矩形中的每个像素进行判断,如果在该像素的四领域或八领域方向存在非区域点,则继续下一个像素的判断;若不是非区域点,则填充为区域点,直到遍历结束,得到处理后的二维码图像;
7)使用MATLAB中的二维码识别方法或直接用手机扫描得到抗生素的信息。
本发明提供了一种采用抗生素编码微芯片进行药敏检测的方法,其特征在于该方法按如下步骤进行:
1)制备多个载不同抗生素的编码微芯片;
2)选取一种细菌,在不含氨苄的LB液体培养基中培养,摇菌4h~7h,离心后得到浓度为15~25mg/ml的菌液;
3)使用涂布珠将该菌液均匀涂满不含氨苄的固体培养基的表面,直到没有液体残留;
4)将编码微芯片均匀摆放在固体培养基中,注意编码层朝上,然后在35℃~37℃条件下培养10h~12h后取出,观察抑菌圈;
5)通过观察筛选出抑菌圈明显的编码微芯片,再根据抑菌圈大小对编码微芯片进行排序;
6)通过二维码识别方法将对应排序的编码微芯片上的信息识别出来,即得出对该细菌抑菌效果明显的抗生素编码微芯片。
本发明提供了另一种采用抗生素编码微芯片进行药敏检测的方法,其特征在于该方法按如下步骤进行:
1)构建一个微型抗生素药物库,该微型抗生素药物库包含了所有抗生素的编码微芯片;
2)选取一种细菌,在不含氨苄的LB液体培养基中培养,摇菌4h~7h,离心后得到浓度为15~25mg/ml的菌液;
3)使用涂布珠将该菌液均匀涂满不含氨苄的固体培养基的表面,直到没有液体残留;
4)将所有抗生素的编码微芯片均匀摆放在固体培养基中,注意编码层朝上,然后在35℃~37℃条件下培养10h~12h后取出;
5)拍摄一张整个固体培养基的结果图,通过图像处理方法圈出所有抑菌圈;
6)根据抑菌圈大小对所有编码微芯片进行排序,得出所有抗生素对该细菌的有效性的排序;
7)通过二维码识别方法将对应排序的编码微芯片上的信息识别出来,即得到所有抗生素编码微芯片对该细菌药敏检测的结果。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及突出性的技术效果:第一、该芯片采用微米级尺寸,能够提高一次抗生素药敏实验的检测通量,并且实验结果易判断;第二、采用无掩模光刻加工工艺,能够低成本、简单快速地一次制备大量芯片;第三、采用二维码携带抗生素信息,易于识别,能够快速有效地得到药敏实验的结果;第四、该芯片能够用于构建微型抗生素药物库,一次检测出所有抗生素的药敏性。
附图说明
图1为本发明提供的抗生素编码微芯片的正视图。
图2为抗生素编码微芯片的剖面图。
图3为用区域填充法识别二维码的流程图。
图4为药敏实验的结果示意图。
图中:1-二维码编码层;2-抗生素药物;3-载药层;4-培养皿;5-涂有菌液的培养基;6-载抗生素的编码微芯片;7-抑菌圈。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
本发明提供的一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片,该芯片包括携带抗生素信息的二维码编码层1、抗生素药物2以及用于包裹抗生素药物的载药层3。(参见图1、图2所示)。所述抗生素信息包括抗生素名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期。所述浓度为1~10mg/ml,剂量为1~3μl。所述的芯片尺寸为400~900μm。所述的用于包裹抗生素药物的载药层材料为透明质酸、药用级明胶、聚乙烯醇或丝素蛋白。
本发明提供了一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片的制备方法,该方法包括如下步骤:
1)使用二维码自动生成软件生成一幅存储有一种抗生素的名称、分子量、使用浓度、药物剂量和使用日期的二维码图片;
2)采用有掩模光刻加工工艺,将步骤1)的二维码刻在二氧化硅或玻璃片基底上,二维码尺寸为300~800μm;
3)使用划片机将二维码从基底上取下得到一个模板,尺寸为400~900μm;
4)将聚二甲基硅氧烷液体倒入模板中,在0~-0.1MPa的气压下常温抽真空30min~60min,至聚二甲基硅氧烷内没有气泡为止;
5)将抽完气泡的聚二甲基硅氧烷放入真空干燥箱中,在80℃~100℃的温度下烘烤120min~240min后取出,得到一个与模板同尺寸的二维码编码层;
6)重复步骤4)~5),制得多个信息相同的二维码编码层;
7)对每个二维码编码层进行清洗、高温灭菌和紫外灭菌;
8)在每个二维码编码层无二维码图案的一面滴上剂量为1~3μl、浓度为1~10mg/ml的相同抗生素溶液,并在常温下固化干燥;
9)在每个固化后的抗生素上滴入剂量为1~3μl、浓度为1~10mg/ml的载药层材料,并在常温下固化干燥;
10)高温灭菌和紫外灭菌后制得多个信息相同的抗生素编码微芯片。
本发明提供了另一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片的制备方法,该方法按如下步骤进行:
1)使用控制立体光固化成型装置的软件同时设计多个二维码结构,每个二维码分别存储不同抗生素的名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期的信息;
2)选取一片二氧化硅或玻璃片基底进行表面亲水处理后,使用无掩模光刻加工工艺在基底上一次制作多个信息不同、尺寸相同的二维码,二维码尺寸为300~800μm;
3)使用划片机从基底上得到多个信息不同、尺寸相同的二维码编码层,编码层尺寸为400~900μm;
4)对每个二维码编码层进行清洗、高温灭菌和紫外灭菌;
5)根据二维码的信息在每个二维码编码层无二维码图案的一面滴上对应的抗生素名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期的抗生素溶液,并在常温下固化干燥,每种抗生素溶液的使用浓度为1~10mg/ml、使用剂量为1~3μl;
6)在每个固化后的抗生素上滴入剂量为1~3μl、浓度为1~10mg/ml的载药层材料,并在常温下固化干燥;
7)高温灭菌和紫外灭菌后一次制得多个抗生素信息不同的编码微芯片。
本发明提供的上述制备方法中,其特征在于:所述的载药层材料为透明质酸、药用级明胶、聚乙烯醇或丝素蛋白。
图3为用区域填充法识别二维码的流程图,本发明提供的一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片的识别方法,该方法可按如下步骤进行:
1)拍摄一张抗生素编码微芯片上的二维码图像;
2)在MATLAB中打开图像,图像尺寸大小控制在500×500像素之内;
3)利用Ostu方法计算整幅图像最适应阈值t后,遍历每个像素点的灰度值,如果灰度值>t,则赋值为255;反之则赋值为0;
4)提取图像中连通区域并进行标记,用jet显色方式表示;
5)遍历所有的连通区域,计算它们的最小外接矩形;
6)对每个最小外接矩形中的每个像素进行判断,如果在该像素的四领域或八领域方向存在非区域点,则继续下一个像素的判断;若不是非区域点,则填充为区域点,直到遍历结束,得到处理后的二维码图像;
7)使用MATLAB中的二维码识别方法或直接用手机扫描得到抗生素的信息。
本发明提供了一种采用抗生素编码微芯片进行药敏检测的方法,该方法按如下步骤进行:
1)制备多个载不同抗生素的编码微芯片;
2)选取一种细菌,在不含氨苄的LB液体培养基中培养,摇菌4h~7h,离心后得到浓度为15~25mg/ml的菌液;
3)使用涂布珠将该菌液均匀涂满不含氨苄的固体培养基的表面,直到没有液体残留;
4)将编码微芯片均匀摆放在固体培养基中,注意编码层朝上,然后在35℃~37℃条件下培养10h~12h后取出,观察抑菌圈;
5)通过观察筛选出抑菌圈明显的编码微芯片,再根据抑菌圈大小对编码微芯片进行排序;
6)通过二维码识别方法将对应排序的编码微芯片上的信息识别出来,即得出对该细菌抑菌效果明显的抗生素编码微芯片。
本发明提供了另一种采用抗生素编码微芯片进行药敏检测的方法,该方法按如下步骤进行:
1)构建一个微型抗生素药物库,该微型抗生素药物库包含了所有抗生素的编码微芯片;
2)选取一种细菌,在不含氨苄的LB液体培养基中培养,摇菌4h~7h,离心后得到浓度为15~25mg/ml的菌液;
3)使用涂布珠将该菌液均匀涂满不含氨苄的固体培养基的表面,直到没有液体残留;
4)将所有抗生素的编码微芯片均匀摆放在固体培养基中,注意编码层朝上,然后在35℃~37℃条件下培养10h~12h后取出;
5)拍摄一张整个固体培养基的结果图,通过图像处理方法圈出所有抑菌圈;
6)根据抑菌圈大小对所有编码微芯片进行排序,得出所有抗生素对该细菌的有效性的排序;
7)通过二维码识别方法将对应排序的编码微芯片上的信息识别出来,即得到所有抗生素编码微芯片对该细菌药敏检测的结果(如图4所示)。
为了更好的理解本发明,下面结合一个实例对本发明做进一步详细说明。但是本发明保护范围不局限于实施例所表达的范围。
下述实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例1,利用无掩膜光刻加工工艺制备48个不同信息的抗生素编码微芯片
具体制备方法如下:
1)选取16种抗生素,每种抗生素都有1、5、10mg/ml三种浓度,药物剂量都为2μl,16种抗生素分别是氨苄青霉素、羧苄青霉素、壮观霉素、G-418、可溶性两性霉素b、氯霉素、利福平、四环素盐酸盐、万古霉素、链尿佐菌素、放线菌酮、潮霉素b、丝裂霉素c、硫酸庆大霉素、硫酸卡那霉素和硫酸链霉素;
2)使用控制立体光固化成型装置的开源软件Creation Workshop同时设计48个携带以上抗生素信息的二维码结构;
3)选取90mm直径的圆形0.5mm厚二氧化硅基底一片,进行表面亲水处理,即在由70%的H2SO4和30%的H2O2配制的溶液中浸泡15min,再用去离子水洗净表面的酸液和离子,用氮气吹去水珠后干燥;
4)使用无掩模光刻加工工艺对基底进行涂胶、曝光、显影及去胶后一次制作48个信息不同、尺寸相同的二维码,二维码尺寸为500μm×500μm×300μm;
5)通过划片机制得48个信息不同、尺寸相同的二维码编码层,编码层尺寸为700μm×700μm×500μm;
6)对48个二维码编码层进行清洗、高温灭菌和紫外灭菌;
7)根据二维码的信息在每个二维码编码层无二维码图案的一面滴上2μl对应名称,对应浓度的抗生素溶液,并在常温下固化干燥;
8)在每个固化后的抗生素上滴入2μl的浓度为10mg/ml的聚乙烯醇,并在常温下固化干燥;
9)高温灭菌和紫外灭菌后一次制得48个不同信息的抗生素编码微芯片。
实施例2,利用实施例1中的48个抗生素编码微芯片对大肠杆菌进行药敏实验。
具体制备方法如下:
1)取-80℃下感受态大肠杆菌100μl,加入900μl不含氨苄的LB液体培养基,在37℃条件下摇菌7h,再在10000rpm转速下离心3min,弃掉上清液得到菌体量在100μl,浓度为21.4mg/ml的菌液;
2)使用涂布珠将该菌液均匀涂满不含氨苄的固体培养基的表面,直到没有液体残留;
3)将实施例1中的48个载抗生素的编码微芯片均匀摆放在固体培养基中,注意编码层朝上,然后在37℃条件下培养12h后取出,观察抑菌圈;
4)通过观察得到9个抑菌圈明显的编码微芯片,再根据抑菌圈大小对编码微芯片进行排序;
5)通过二维码识别方法将对应排序的编码微芯片上的信息识别出来,即得出对大肠杆菌抑菌效果明显的9个抗生素编码微芯片。

Claims (9)

1.一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片,其特征在于:该芯片包括携带抗生素信息的二维码编码层、抗生素药物以及用于包裹抗生素药物的载药层;所述抗生素信息包括抗生素名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期。
2.如权利要求1所述的一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片,其特征在于:所述使用浓度为1~10mg/ml,使用剂量为1~3μl。
3.如权利要求1所述的一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片,其特征在于:所述的微芯片尺寸为400~900μm。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的一种用于药敏实验的抗生素编码微芯片,其特征在于:用于包裹抗生素药物的载药层材料为透明质酸、药用级明胶、聚乙烯醇或丝素蛋白。
5.一种如权利要求1所述用于药敏实验的抗生素编码微芯片的制备方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
1)使用二维码自动生成软件生成一幅存储有一种抗生素的名称、分子量、使用浓度、药物剂量和使用日期的二维码图片;
2)采用有掩模光刻加工工艺,将步骤1)中的二维码图片刻蚀在二氧化硅或玻璃片基底上,二维码尺寸为300~800μm;
3)使用划片机将二维码从基底上取下得到一个模板,尺寸为400~900μm;
4)将聚二甲基硅氧烷液体倒入模板中,在0~-0.1MPa的气压下常温抽真空30min~60min,至聚二甲基硅氧烷内没有气泡为止;
5)将抽完气泡的聚二甲基硅氧烷放入真空干燥箱中,在80℃~100℃的温度下烘烤120min~240min后取出,得到一个与模板同尺寸的二维码编码层;
6)重复步骤4)~5),制得多个信息相同的二维码编码层;
7)对每个二维码编码层进行清洗、高温灭菌和紫外灭菌;
8)在每个二维码编码层无二维码图案的一面滴上剂量为1~3μl、浓度为1~10mg/ml的相同抗生素溶液,并在常温下固化干燥;
9)在每个固化后的抗生素上滴入剂量为1~3μl、浓度为1~10mg/ml的载药层材料,并在常温下固化干燥;
10)高温灭菌和紫外灭菌后制得多个信息相同的抗生素编码微芯片。
6.一种如权利要求1所述用于药敏实验的抗生素编码微芯片的制备方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
1)使用控制立体光固化成型装置的软件同时设计多个二维码结构,每个二维码分别存储不同抗生素的名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期的信息;
2)选取二氧化硅或玻璃片作为基底并进行表面亲水处理,使用无掩模光刻加工工艺在基底上一次制作多个信息不同、尺寸相同的二维码,二维码尺寸为300~800μm;
3)使用划片机从基底上得到多个信息不同、尺寸相同的二维码编码层,编码层尺寸为400~900μm;
4)对每个二维码编码层进行清洗、高温灭菌和紫外灭菌;
5)根据二维码的信息在每个二维码编码层无二维码图案的一面滴上对应的抗生素名称、分子量、使用浓度、使用剂量和使用日期的抗生素溶液,并在常温下固化干燥,每种抗生素溶液的使用浓度为1~10mg/ml、使用剂量为1~3μl;
6)在每个固化后的抗生素上滴入剂量为1~3μl、浓度为1~10mg/ml的载药层材料,并在常温下固化干燥;
7)高温灭菌和紫外灭菌后一次制得多个抗生素信息不同的编码微芯片。
7.一种如权利要求1所述的用于药敏实验的抗生素编码微芯片的识别方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
1)拍摄一张抗生素编码微芯片上的二维码图像;
2)在MATLAB中打开图像,图像尺寸大小控制在500×500像素之内;
3)利用Ostu方法计算整幅图像最适应阈值t后,遍历每个像素点的灰度值,如果灰度值>t,则赋值为255;反之则赋值为0;
4)提取图像中连通区域并进行标记,用jet显色方式表示;
5)遍历所有的连通区域,计算它们的最小外接矩形;
6)对每个最小外接矩形中的每个像素进行判断,如果在该像素的四领域或八领域方向存在非区域点,则继续下一个像素的判断;若不是非区域点,则填充为区域点,直到遍历结束,得到处理后的二维码图像;
7)使用MATLAB中的二维码识别方法或直接用手机扫描得到抗生素的信息。
8.一种采用如权利要求1所述抗生素编码微芯片进行药敏检测的方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
1)制备多个载不同抗生素的编码微芯片;
2)选取一种细菌,在不含氨苄的LB液体培养基中培养,摇菌4h~7h,离心后得到浓度为15~25mg/ml的菌液;
3)使用涂布珠将该菌液均匀涂满不含氨苄的固体培养基的表面,直到没有液体残留;
4)将编码微芯片均匀摆放在固体培养基中,注意编码层朝上,然后在35℃~37℃条件下培养10h~12h后取出,观察抑菌圈;
5)通过观察筛选出抑菌圈明显的编码微芯片,再根据抑菌圈大小对编码微芯片进行排序;
6)通过二维码识别方法将对应排序的编码微芯片上的信息识别出来,即得出对该细菌抑菌效果明显的抗生素编码微芯片。
9.一种采用如权利要求1所述抗生素编码微芯片进行药敏检测的方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
1)构建一个微型抗生素药物库,该微型抗生素药物库包含了所有抗生素的编码微芯片;
2)选取一种细菌,在不含氨苄的LB液体培养基中培养,摇菌4h~7h,离心后得到浓度为15~25mg/ml的菌液;
3)使用涂布珠将该菌液均匀涂满不含氨苄的固体培养基的表面,直到没有液体残留;
4)将所有抗生素的编码微芯片均匀摆放在固体培养基中,注意编码层朝上,然后在35℃~37℃条件下培养10h~12h后取出;
5)拍摄一张整个固体培养基的结果图,通过图像处理方法圈出所有抑菌圈;
6)根据抑菌圈大小对所有编码微芯片进行排序,得出所有抗生素对该细菌的有效性的排序;
7)通过二维码识别方法将对应排序的编码微芯片上的信息识别出来,即得到所有抗生素编码微芯片对该细菌药敏检测的结果。
CN201710729421.1A 2017-08-23 2017-08-23 用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法 Active CN107475071B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710729421.1A CN107475071B (zh) 2017-08-23 2017-08-23 用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710729421.1A CN107475071B (zh) 2017-08-23 2017-08-23 用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107475071A true CN107475071A (zh) 2017-12-15
CN107475071B CN107475071B (zh) 2021-07-13

Family

ID=60601197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710729421.1A Active CN107475071B (zh) 2017-08-23 2017-08-23 用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107475071B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110305911A (zh) * 2019-06-25 2019-10-08 太仓新亚逊生物科技有限公司 一种获得微生物抗菌素的方法
WO2020119706A1 (zh) * 2018-12-12 2020-06-18 深圳华大生命科学研究院 一种生物芯片及其制备方法与应用
CN113583865A (zh) * 2021-10-08 2021-11-02 深圳市瑞沃德生命科技有限公司 分选柱的制备方法及分选柱

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2905804Y (zh) * 2005-12-21 2007-05-30 湖北省农业科学院畜牧兽医研究所 抗生素药敏测试皿
CN102674241A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 东南大学 一种基于无掩模灰度光刻的变高度微流道制作方法
CN103630681A (zh) * 2013-11-12 2014-03-12 成都领御生物技术有限公司 一种量子点标记的试条卡
CN205011760U (zh) * 2015-07-29 2016-02-03 兰州两江农业科技有限公司 一种用于检测奶牛乳腺炎病原微生物耐药性的芯片
US20160328523A1 (en) * 2014-04-13 2016-11-10 Vynca, Llc System and method for documenting patient information
CN106176054A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 哈尔滨贝贝凯尔科技发展有限公司 具有尿液检测功能的儿童纸尿裤及抗生素检测方法
US20160381265A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Ehome Health Inc. Cassette attachment device for detecting intensity of test strip cassette
CN106513066A (zh) * 2016-10-13 2017-03-22 东南大学 一种三维多孔石墨烯微流控芯片及其石墨烯附着方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2905804Y (zh) * 2005-12-21 2007-05-30 湖北省农业科学院畜牧兽医研究所 抗生素药敏测试皿
CN102674241A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 东南大学 一种基于无掩模灰度光刻的变高度微流道制作方法
CN103630681A (zh) * 2013-11-12 2014-03-12 成都领御生物技术有限公司 一种量子点标记的试条卡
US20160328523A1 (en) * 2014-04-13 2016-11-10 Vynca, Llc System and method for documenting patient information
US20160381265A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Ehome Health Inc. Cassette attachment device for detecting intensity of test strip cassette
CN205011760U (zh) * 2015-07-29 2016-02-03 兰州两江农业科技有限公司 一种用于检测奶牛乳腺炎病原微生物耐药性的芯片
CN106176054A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 哈尔滨贝贝凯尔科技发展有限公司 具有尿液检测功能的儿童纸尿裤及抗生素检测方法
CN106513066A (zh) * 2016-10-13 2017-03-22 东南大学 一种三维多孔石墨烯微流控芯片及其石墨烯附着方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020119706A1 (zh) * 2018-12-12 2020-06-18 深圳华大生命科学研究院 一种生物芯片及其制备方法与应用
JP2022514227A (ja) * 2018-12-12 2022-02-10 ビージーアイ シェンチェン バイオチップ、その調製方法及び使用
JP7375998B2 (ja) 2018-12-12 2023-11-08 ビージーアイ シェンチェン バイオチップ、その調製方法及び使用
CN110305911A (zh) * 2019-06-25 2019-10-08 太仓新亚逊生物科技有限公司 一种获得微生物抗菌素的方法
CN113583865A (zh) * 2021-10-08 2021-11-02 深圳市瑞沃德生命科技有限公司 分选柱的制备方法及分选柱

Also Published As

Publication number Publication date
CN107475071B (zh) 2021-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105861309B (zh) 一种超疏水微坑阵列芯片及其制备方法与应用
Bernal et al. Volumetric bioprinting of complex living‐tissue constructs within seconds
CN107475071A (zh) 用于药敏实验的抗生素编码微芯片及其制备和检测方法
Fang et al. Gradient-sized control of tumor spheroids on a single chip
CN106139251B (zh) 一种三维组织结构体的制备方法及其应用
Medintz et al. Decoration of discretely immobilized cowpea mosaic virus with luminescent quantum dots
JP5570721B2 (ja) ナノ粒子の製造方法、システム、及び材料
Mundargi et al. Lycopodium spores: a naturally manufactured, superrobust biomaterial for drug delivery
Tu et al. A microfluidic chip for cell patterning utilizing paired microwells and protein patterns
Win et al. Ultrastructural features of human liver specimens from patients who died of dengue hemorrhagic fever
Kojima et al. A 3D printed self-sustainable cell-encapsulation drug delivery device for periocular transplant-based treatment of retinal degenerative diseases
Chen et al. Influences of process parameters of near-field direct-writing melt electrospinning on performances of polycaprolactone/nano-hydroxyapatite scaffolds
Cecen et al. Multi-organs-on-chips for testing small-molecule drugs: Challenges and perspectives
Mbani et al. The fight against poliovirus is not over
Peng et al. Lung organoids as model to study SARS-CoV-2 infection
Kim et al. Advances in biodegradable soft robots
Uboldi et al. Expandable drug delivery systems based on shape memory polymers: Impact of film coating on mechanical properties and release and recovery performance
Roh et al. Construction of a fibroblast-associated tumor spheroid model based on a collagen drop array chip
CN105420105B (zh) 生物芯片及其制造方法
CN107629997A (zh) 体外泡沫细胞形成模型及其在动脉粥样硬化研究中的应用
CN107206347A (zh) 磁性体粒子操作用器件以及磁性体粒子的操作方法
Zhao et al. Optimization of heat-resistance technology for a duck hepatitis lyophilized live vaccine
Han et al. Gas permeability of mold during freezing process alters the pore distribution of gelatin sponge and its bone-forming ability
Li et al. Waterborne polyurethane acrylates preparation towards 3D printing for sewage treatment
CN114073996B (zh) 一种嵌套式微井阵列芯片及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant