细菌感染的发展是一项重大挑战，因为致病菌在医疗设施中传播，患者可能接触到大量定植在医院表面的复杂细菌群落。这些细菌引起内部和外部感染，如肺炎、慢性伤口、肠胃炎、蜂窝织炎和葡萄球菌，对人类健康构成紧迫威胁，特别是在抗生素耐药性迅速增加的背景下，需要开发传感器，以便及时发现、识别和实时监测早期感染阶段。

图1所示。一个复杂的多微生物群落的简化示意图，由三种不同的细菌组成，每一种细菌都自我产生可扩散的化学信号和毒素，作为与邻近细菌群落交流的一种手段。环境因素，如生长介质、氧气水平、温度和压力，也会影响这些微生物群以及细菌信号和毒素的产生。

感染通常由多种细菌组成，包括铜绿假单胞菌，金黄色葡萄球菌,大肠杆菌．与人类健康相关的是，在健康和患病状态下，多微生物菌落普遍存在于整个人体。虽然大多数感染在历史上归因于单个致病菌，但现在人们更好地认识到，多微生物感染极大地影响了疾病的发展。细菌很少孤立生长，因为在几乎所有的环境中，多个物种居住在不同的微生物群落中，物种之间的相互作用决定了细胞群体的生物活动。作为高度复杂的微生物，细菌通过协调的群体行为参与对抗和协同关系。在多微生物感染过程中，细菌群体自我产生独特的信号和毒素，使微生物能够与邻近的群落进行串扰(图1)。在许多重要的系统中，细菌反应是由可扩散的化学物质(分子)介导的，这些化学物质将细胞转化为高毒力(传染性)、免疫抗性的菌落，与宿主进行化学战。当从事这种行为时，机会主义的人类病原体铜绿假单胞菌产生一种独特的细菌武器，作为一种特定的分子，pyocyanin和其他类似的生物标记分子，即phenazines，对周围的哺乳动物宿主细胞和其他竞争微生物具有高度毒性。目前，医院依靠利用传统的细胞培养方法，根据视觉生长模式对细菌进行分类;这种方法需要几天的时间来确定细菌的身份。结果，大多数未经治疗的细菌会增加抗生素耐药性。因此，快速、灵敏、可重复地检测这些毒素具有重要的临床意义，因为它可以提供有关毒力机制的见解铜绿假单胞菌．

我们的研官方manbetx手机版究报告了使用碳纳米电极阵列作为传感器定量研究由临床相关的多微生物环境铜绿假单胞菌，金黄色葡萄球菌,大肠杆菌．作为标准医院方法的替代方案，我们的传感器通过化学跟踪信号/毒素分子，提供低成本，快速识别(几秒钟内)和连续监测感染铜绿假单胞菌．的机制这些排出的分子是为了促进氧化还原活性的化学转化，从而调节菌落生长，这可以用电化学方法检测和监测，以实时确定排出的毒素分子浓度的变化。特别是，通过利用方波伏安法(一种非常敏感的电化学技术)，可以测量pyocyanin氧化还原活性过程产生的信号作为施加电位的函数，该电位驱动传感器表面的电化学反应(图2)。

图2所示。电极传感器(这里是由史蒂文森研究小组开发的碳超微电极阵列)用于快速、灵敏、直接、定量检测和连续监测官方manbetx手机版铜绿假单胞菌毒素分子的生产在生物复杂，多微生物环境，由三种常见的病原体铜绿假单胞菌，大肠杆菌,金黄色葡萄球菌．

我们的结果证明定量监测的独特动态铜绿假单胞菌毒素分子的产生与多物种样品在两种不同的实验室培养基中生长有关，通常用于细菌生长。具体来说，就是…的存在金黄色葡萄球菌导致…显著减少铜绿假单胞菌毒素产出率仅在一种培养基中，而存在大肠杆菌极大地减少了毒素分子在两种培养基中的产生。我们将这些差异与多种微生物样品中营养消耗和其他细胞毒素产生的竞争联系起来。结果表明，其他细菌的影响铜绿假单胞菌毒素的产生也直接取决于生长介质。因此，这些数据表明，需要标准化的刺激生长介质，以密切代表真实的环境，这对理解细菌感染的发病、抗生素耐药性和治疗具有重要意义。目前，我们的电化学平台已经具备了区分差异的敏感性铜绿假单胞菌毒素分子的产生，显示出作为诊断和治疗细菌感染的传感器的希望。

Olja Simoska, Keith J. Stevenson
俄罗斯莫斯科斯科尔科沃科学技术研究所

出版

多微生物感染对铜绿假单胞菌及生长依赖培养基影响的电化学监测
Olja Simoska, Marta Sans, Livia S Eberlin, Jason B Shear, Keith J Stevenson
Biosens Bioelectron, 2019年10月1日

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