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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2025-04-15 20:24
抗菌性水凝膠具有抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的能力,其在傷口護(hù)理等領(lǐng)域有較高的應(yīng)用價(jià)值。在相關(guān)課題研究中,一般研究者選擇金黃色葡萄球菌(S. aureus)、大腸桿菌(E. coli)等細(xì)菌模型來(lái)探究水凝膠的抗菌效果,那么具體的檢測(cè)方法有哪些呢?本期將為大家解讀幾種常見(jiàn)的水凝膠抗菌檢測(cè)手段,并通過(guò)案例分析具體的檢測(cè)方法及結(jié)果。
1.OD值計(jì)數(shù)法
Step1:將一定菌液濃度(約106 CFU/ml)的細(xì)菌懸液與抗菌凝膠孵育12h后(時(shí)間不定,可根試驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)整抑菌時(shí)間);
Step1:孵育結(jié)束后將細(xì)菌懸液(稀釋適當(dāng)比例,便于后期計(jì)數(shù)),采用OD值計(jì)數(shù)法計(jì)算抑菌率。
OD值計(jì)數(shù)法免去涂板操作,可直接對(duì)抗菌凝膠作用后的細(xì)菌懸液進(jìn)行OD600吸光度值的測(cè)定,OD值越低,抗菌作用越強(qiáng)。
2.涂布平板法
Step1:將一定菌液濃度(約106 CFU/ml)的細(xì)菌懸液與抗菌凝膠孵育12h后(時(shí)間不定,可根試驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)整抑菌時(shí)間);
Step2:,孵育結(jié)束后將細(xì)菌懸液(稀釋適當(dāng)比例,便于后期計(jì)數(shù))接種至固體營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基表面,37℃培養(yǎng)12-24h后,取出培養(yǎng)皿拍照計(jì)數(shù),可分別采用平板計(jì)數(shù)法和活死/染色法,計(jì)算抑菌率。
平板計(jì)數(shù)法可通過(guò)明場(chǎng)拍照,利用ImageJ軟件計(jì)算得到抑菌率;
活死/染色法可利用活死細(xì)菌雙染試劑盒分別將活細(xì)菌和死細(xì)菌染上綠色和紅色后,進(jìn)行細(xì)菌活死的鏡檢觀察,該方法更為直觀。
3.抑菌環(huán)法
Step1:將一定體積大小的圓柱形水凝膠樣品或浸潤(rùn)抗菌凝膠溶液的紙片放入均勻涂有細(xì)菌懸液的固體營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基上;
Step2:37℃培養(yǎng)12-24h后,最后測(cè)量抑菌環(huán)大小。
水凝膠的抗菌性能即可由抑菌環(huán)的直徑來(lái)決定,直徑越大則抗菌性能越好,反之則抗菌性能越差。
4.掃描電鏡法(SEM)
Step1:將水凝膠作用后的細(xì)菌經(jīng)2.5%戊二醛溶液于4℃條件下固定40分鐘,
Step2:依次使用濃度為20-100%的乙醇水溶液進(jìn)行梯度脫水后,干燥后進(jìn)行SEM觀察。
通過(guò)SEM圖可直觀看出:空白試樣組處理過(guò)的細(xì)菌細(xì)胞膜是完整光滑的,而抗菌水凝膠處理后的細(xì)菌細(xì)胞膜一般會(huì)發(fā)生皺縮,發(fā)生形變甚至破裂。
案例一
Advanced Science(IF=16.806)納米多巴胺水凝膠提高光熱轉(zhuǎn)換率用以抗菌及傷口愈合 2022.02.22
簡(jiǎn)介:該研究將Ag包裹PDA納米顆粒(PDA@Ag)載入陽(yáng)離子瓜爾膠水凝膠中,利用光熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)抗菌。
參考資料:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202106015
圖1 CG/PDA@Ag (CPA2)水凝膠的抗菌性能
檢測(cè)手段:
涂布平板法、掃描電鏡法(SEM)
檢測(cè)結(jié)果:
(1)研究者以S. aureus和E. coli為細(xì)菌模型,利用測(cè)試近紅外光響應(yīng)性抗菌凝膠的抑菌效果,明場(chǎng)圖及CLSM熒光圖表明負(fù)載PDA@Ag納米粒子的瓜爾膠水凝膠(CPA2)在近紅外光(NIR)作用下,能顯著增強(qiáng)凝膠的抗菌作用,單一負(fù)載PDA的水凝膠的光熱性能較弱,不足以殺死細(xì)菌。且熒光檢測(cè)結(jié)果與平板計(jì)數(shù)法結(jié)果具有相同的抗菌趨勢(shì);
(2)通過(guò)SEM觀察各組凝膠作用處理后的細(xì)菌圖可知,在近紅外作用下,CPA2水凝膠對(duì)細(xì)菌細(xì)胞膜的損傷更為嚴(yán)重,導(dǎo)致細(xì)菌扭曲甚至破裂。結(jié)果表明,CPA2 + NIR抗菌平臺(tái)具有顯著的殺菌作用,可誘導(dǎo)細(xì)菌細(xì)胞膜的破壞。
案例二
ACS Applied Materials & Interfaces(IF=9.229)具有廣泛耐溫性、粘附性和內(nèi)在抗菌特性的新型糖尿病足傷口敷料水凝膠2021.06.07
簡(jiǎn)介:該研究將ε-聚賴氨酸(ε-PL)載入聚丙烯酰胺與明膠的復(fù)合水凝膠中,利用抗菌多肽-聚賴氨酸的抗菌作用實(shí)現(xiàn)抗菌。
參考資料:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202106015
圖2 雙網(wǎng)絡(luò)G-PAGL水凝膠的抗菌性能表征
檢測(cè)手段:
抑菌環(huán)法、OD值計(jì)數(shù)法、掃描電鏡法(SEM)
檢測(cè)結(jié)果:
(1)研究者以S. aureus和E. coli為細(xì)菌模型,抑菌環(huán)法顯示,隨著G-PAGL凝膠中聚賴氨酸成分的增加,抑菌圈逐漸增大,表明其抗菌作用主要?dú)w因于ε-PL的含量。
(2)OD值計(jì)數(shù)法顯示,對(duì)比空白組,隨著孵育時(shí)間的延長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)組OD值逐漸下降,表明G-PAGL的持續(xù)抗菌性能。
(3)通過(guò)SEM觀察各組凝膠作用處理后的細(xì)菌圖可知,細(xì)菌接觸G-PAGL水凝膠后,表面粗糙,發(fā)生形變,表明細(xì)菌死亡。也證實(shí)了G-PAGL水凝膠是通過(guò)破壞細(xì)胞膜來(lái)殺滅細(xì)菌的。這一機(jī)理可以解釋為水凝膠的正電荷通過(guò)干擾表面ζ電位而破壞細(xì)菌膜。
表1 四種抗菌檢測(cè)手段的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
通過(guò)對(duì)以上四種常見(jiàn)水凝膠抗菌檢測(cè)手段及案例分析的學(xué)習(xí),研究者可從多方面綜合分析課題設(shè)計(jì)中抗菌水凝膠的抑菌效果。其中,相較于其他檢測(cè)手段,涂布平板法中細(xì)菌活死雙染法可直接對(duì)抗菌凝膠作用后的細(xì)菌進(jìn)行著色觀察,得到數(shù)據(jù)圖更為直觀。研究者通常選擇SYTO 9/PI 活死細(xì)菌染料來(lái)鑒別細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況。
來(lái)源:Internet