[发明专利]基于流体力显微镜定量测量细菌与细胞间黏附力的方法

说明书

本公开提供了一种基于流体力显微镜定量测量细菌与细胞间黏附力的方法，包括：分别培养细菌和细胞，向细胞中加入细菌，使细菌与细胞相互作用；选取流体力显微镜探针，对探针进行预处理；在细菌与细胞相互作用的液体环境中寻找待捕获的单个活细菌，利用流体力显微镜压力控制器施加负压使探针尖端的针孔吸住细菌，得到捕获单个细菌的流体力显微镜探针；将捕获单个细菌的流体力显微镜探针以预设速度靠近细胞表面，在达到预设作用力时停留预设时间然后返回探针，获得细菌与细胞间的黏附力曲线数据。利用本公开，能够准确地表征单个细菌与细胞间相互作用的程度，高效、定量测量单个细菌与细胞间的黏附力。

技术领域

本公开涉及细菌黏附力表征技术领域，尤其涉及一种基于流体力显微镜定量测量细菌与细胞间黏附力的方法。

背景技术

由于抗生素的滥用，细菌尤其是抗生素耐药性细菌引起的感染已经成为全世界最常见的感染之一，导致出现很多疾病，严重危害人类生命。细菌与细胞间黏附力直接反映了二者相互作用的程度，是细菌致病性的关键因素。以往研究主要是在单分子尺度下表征细菌黏附素与特异性受体之间的黏附力，然而对于单个细菌黏附力的定量测量方面仍存在很大空缺。

目前，原子力显微镜等技术提供了细菌和生物材料表面之间黏附力的定量测量，但是，在采用原子力显微镜的定量测量方法时，由于将细菌不可逆地固定在探针悬臂上制备成细菌改性探针，在测量过程中无法实现对细菌改性探针的更换导致测量通量有限并且后续黏附力测量不准确。其次，采用原子力显微镜的定量测量方法由于测量量程的限制并不适用于细菌与细胞间黏附力的测量。

有鉴于此，有必要提供一种准确、快速地测量单个细菌与细胞间黏附力的新方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对传统方法在细菌黏附力测量过程中难以更换细菌改性探针等技术问题，本公开提供了一种基于流体力显微镜定量测量细菌与细胞间黏附力的方法，以实现可逆地捕获细菌，定量测量单个细菌与细胞间的黏附力。

(二)技术方案

为达到上述目的，本公开提供了一种基于流体力显微镜定量测量细菌与细胞间黏附力的方法，包括：

分别培养细菌和细胞，向细胞中加入细菌，使细菌与细胞相互作用；

选取流体力显微镜探针，对探针进行预处理；

在细菌与细胞相互作用的液体环境中寻找待捕获的单个活细菌，利用流体力显微镜压力控制器施加负压使探针尖端的针孔吸住细菌，得到捕获单个细菌的流体力显微镜探针；以及

将捕获单个细菌的流体力显微镜探针以预设速度靠近细胞表面，在达到预设作用力时停留预设时间然后返回探针，获得细菌与细胞间的黏附力曲线数据。

上述方案中，所述分别培养细菌和细胞的步骤中，所述培养细菌是在不同物理因素和不同化学因素共同作用下培养革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌，其中：所述物理因素为细菌密度和流体剪切力中的至少一种；所述化学因素为试剂种类和试剂浓度中的至少一种；所述革兰氏阳性菌为葡萄球菌、链球菌和乳杆菌中的至少一种；所述革兰氏阴性菌为大肠杆菌、绿脓杆菌和志贺氏菌中的至少一种。

上述方案中，所述分别培养细菌和细胞的步骤中，所述培养细胞是在不同物理因素和不同化学因素共同作用下培养贴壁细胞，其中：所述物理因素为细胞密度、细胞外基质刚度和细胞的几何约束中的至少一种；所述化学因素为试剂种类和试剂浓度中的至少一种。

上述方案中，所述向细胞中加入细菌，使细菌与细胞相互作用的步骤中，细胞培养在不同化学因素处理下经过0.22μm滤膜过滤的含有10％胎牛血清的无酚红培养基中，其中所述化学因素为试剂种类和试剂浓度中的至少一种，所述过滤用于防止液体中的杂质堵塞流体力显微镜探针的针孔；向细胞中加入细菌，使细菌在温度为37℃、气体环境为5％的CO₂和95％的O₂环境下与细胞相互作用。