[发明专利]用于捕获和释放微生物的微结构体

说明书

提供了利用微结构体来捕获和释放微生物的方法，所述方法包括以下步骤：提供涂覆有用于使微生物附着和解附的蛋白的微结构体；在含有微生物的溶液中，将所述微结构体与含有辅助微生物附着的物质的溶液混合，以制备混合溶液；搅拌所述混合溶液以使所述微生物附着于所述微结构体；从所述混合溶液中分离出附着有微生物的微结构体；和将所述微结构体暴露于其中辅助所述微生物附着的物质以低浓度存在的环境中，从而使所述微生物从所述微结构体上解附。

技术领域

本发明涉及用于捕获和释放微生物的微结构体。

背景技术

为了有效治疗疑似败血症或菌血症的患者，进行血液培养物测试以便准确地诊断出造成败血症的病原生物体和对该病原生物体有效的治疗剂。一般而言，血液培养物测试通过以下程序进行。首先，从患者体内无菌采集血液。对于血液采集，使用如注射器等合适的工具来使皮肤免受正常存在于皮肤上的微生物和处于周遭环境中的微生物的污染。血样与液体血液培养基混合，并在通常1至2天中观察在37℃培养期间微生物是否生长。接种有血液的培养基分别在有氧和无氧条件下培养。因此，能够在培养基中培养出厌氧微生物(在氧气存在下无法生长)以及好氧微生物(在氧气存在下能够生长)或者兼性厌氧微生物(在存在或不存在氧气的情况下都能够生长)。含培养基的培养瓶的底部通常涂覆有趋于在微生物生长时变色或发出荧光的化学物质。因此，能够识别颜色变化或荧光的血液培养系统的使用使得能够自动检测培养基中微生物的生长。在将微生物从患者体内提取出并进行培养直至微生物的数目达到最佳水平(10⁵细胞/ml)之后，执行后续过程(例如，鉴定病原体株和抗生素易感性测试)。此时，需要纯培养以便从血液培养物溶液中选择性分离出病原体株并培养该病原体株。根据通用的纯培养方法，血液培养后的培养物溶液(含有微生物)在琼脂培养基上铺板，以便获得必需量的微生物。此时，微生物需要16小时至24小时来形成集落。常规的纯培养方法要求相对较长的时间，这使得对细菌败血症的治疗效果显著变差。因此，需要更短的培养时间以进行更快速的抗生素易感性测试。

常规方法还需要将微生物从食物或天然环境中分离出以便鉴定并培养该微生物的过程。然而，以极小的量存在于此类环境中的微生物不易进行分离。即使微生物以相对较大的量存在时，也必须采用耗时的微生物培养过程来分离所述微生物。

因此，需要以有效且省时的方式从例如源自生物体的组织、血液、粪便和尿液、食物以及自然环境等各种环境中分离出微生物的方法。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了包含微结构体的用于捕获和释放微生物的结构体，每个微结构体具有其上可附着一个或多个微生物的表面区域以及涂覆于所述微结构体上且能够通过人工控制而使微生物附着/解附的蛋白。

根据本公开的另一方面，提供了利用微结构体来捕获和释放微生物的方法，所述方法包括：提供涂覆有用于使微生物附着和解附的蛋白的微结构体；在含有微生物的溶液中，将所述微结构体与含有辅助微生物附着的物质的溶液混合，以制备混合溶液；搅拌所述混合溶液以使微生物附着于微结构体；从所述混合溶液中分离出附着有微生物的微结构体；和降低辅助所述微生物附着的物质的浓度，从而使微生物从微结构体上解附。

附图说明

图1是显示细菌结合至人甘露糖结合凝集素(MBL)或从其解离的模型的图示。

图2显示了描绘细菌附着至MBL涂覆的微结构体的状态的(a)示意图和(b)实际光学显微图片。

图3是说明捕获和分离微生物的方法的一个实施方式的流程图。

图4显示的光学显微图片示出了对抗体涂覆的微结构体与MBL涂覆的微结构体的细菌捕获和释放性质进行比较的实验结果。

图5至8显示了将附着至MBL涂覆的微结构体和抗体涂覆的微结构体的细菌从微结构体分离并进行培养之后，每小时记录的细胞数。

具体实施方式