按形状分离微小细菌！大肠杆菌分类的简单新技术

NAIST的研究人员使用一种通过微流控芯片的粘弹性材料，根据大肠杆菌的延伸程度对其进行分类。通过使用这种“芯片上的实验室”设备，科学家们可能能够建立更多可重复的实验，以及监测患者床边的细菌感染的进展。

　　

   

   

图:用于药物处理大肠杆菌形状分离的粘弹性微流体装置的设计。用于大肠杆菌分离的微流控装置原理图。

奈良科学技术研究所(NAIST)的科学家们利用微流体通道内的粘弹性流体实现了基于形状的大肠杆菌(E. coli)分离。这种“芯片上的实验室”系统有能力帮助使科学实验更可重现，并根据患者样本提供更准确的细菌感染严重程度评估。

根据形状分离微小细菌的任务是科学和临床应用的重要一步，但也是困难的一步。大肠杆菌是圆形结构还是细长结构可以表明其生物功能状态，而制备形状均匀的均匀种群的能力可能有助于提高实验的可重复性。此外，能够根据形状对样本进行亚种群分类可能有助于诊断病人的健康状况或评估环境污染。但是，这种能力很难实现，特别是在实际需要的规模上。

现在，NAIST的一组研究人员已经能够使用含有聚环氧乙烷(PEO)的微流体通道分离药物处理的大肠杆菌，PEO是一种粘弹性流体。根据长径比测量，细菌的延伸率从1.0(球形)到5.5(杆状)不等。采用光刻技术制备了聚二甲基硅氧烷微通道。PEO具有高粘度和高弹性，使其沿着扩张的v形腔体边缘流动。细长的细菌沿着这个流程被收集在设备的边缘。

“大肠杆菌的形状会根据其附着、运动、扩散、捕食和分化行为而改变，”作者Yalikun Yaxiaer解释道。杆状结构更有利于游泳，而球形结构则有助于形成群落。这些变化是疾病进展的重要里程碑，以及细菌是自由游动还是形成群落。“这项技术将允许对分离的大肠杆菌群体进行下游基因组学实验，以确定细胞形状、抗生素敏感性和基因功能之间的联系，”作者yoichiro Hosokawa说。研究小组希望他们开发的微流控平台将被更广泛的科学界采用，在微生物学、分子生物学和生物医学领域进行不同的应用。

文章标题

Shape-based separation of drug-treated Escherichia coli using viscoelastic microfluidics