微孔板檢測在微生物研究中的應用
酶標儀為涉及細菌、真菌和病毒的實驗提供了理想的檢測平臺。本文將探討酶標儀在微生物研究中的優勢，及其在生長和活力測定、功能測定，以及藥物篩選中的作用。
生長和活力測定
抗微生物篩選、生物量監測和發酵等多種應用都涉及監測微生物種群隨時間的變化。評估懸液中微生物生長情況，通常是通過測量濁度或600nm波長處溶液的光密度（OD600）。OD600測量的是散射導致的光傳輸損失，這種損失會隨著溶液中微生物數量的增加而增加。傳統的OD600測量方法是使用比色皿和分光光度計。使用酶標儀也可以準確測量OD600，更可提高通量并大幅降低樣品使用量。若配備ACU（大氣控制單元），可實現氧氣和二氧化碳水平的獨立控制和溫度控制，有助于在最佳條件下進行長期的生長動力學研究。
為了在復雜的樣品中更好地識別微生物，還可以用熒光蛋白（如綠色熒光蛋白）對微生物進行轉染。在這種情況下，微生物的生長可以在多功能酶標儀中進行測量，結合 OD600和另外的檢測模式，如熒光強度或熒光偏振（圖1）。
圖1：B群無乳酸鏈球菌的吸光度（A）、熒光（B）和熒光偏振（C）曲線。
另一種測量懸液中微生物生長的方法是散射比濁法。這種技術測量的是樣品中不溶性顆粒散射光的強度，尤其適用于測量具有非均質生長模式的微生物的生長情況。在測量細菌和真菌生長時，基于微孔板的散射比濁測定可實現比傳統技術更高的可再現性和靈敏度。
藥物篩選
抗微生物藥物耐藥性已被世界衛生組織列為全球十大公共衛生威脅之一，開發預防和治療耐藥菌感染的有效工具越來越重要。噬菌體，這種只侵襲細菌細胞的病毒，成為一種潛在的抗生素替代品。基于微孔板的檢測是確定噬菌體抗菌特性的理想平臺。除此之外，酶標儀也可用于進一步的抗菌研究，例如通過最低抑菌濃度（MIC）測定，監測特定微生物對藥物的敏感性或耐藥性。這種方法可用于識別微弱的劑量依賴效應，而采用終點讀數或目測讀數可能會遺漏這些效應（圖2）。
圖2：白色念珠菌在含兩性霉素B (AMB) 培養基中的劑量依賴性生長曲線。
開發新型抗菌藥物的關鍵步驟是篩選大型化合物庫。高通量檢測對于高效、及時地決定哪些候選藥物需要進一步測試至關重要。多功能酶標儀支持研究人員在單個孔中使用不同的探測模式進行檢測，從而大幅減少藥物篩選所需的時間和成本。
除了新型候選藥物外，基于微孔板的高通量篩選還可用于將現有藥物重新用于新靶點，比如新出現的疾病。AlphaLISA等基于Alphascreen® 的檢測方法適合在高通量環境中研究藥物對蛋⽩質的相互作⽤，從而對新型病原體做出快速反應。
酶標儀不僅可用于確定細菌或真菌微生物的新治療方案，還可以通過高通量熒光和/或化學發光檢測評估宿主細胞的活力，以篩選新型抗病毒候選藥物。
功能測定
功能測定對于更好地了解引起微生物復制和感染的分子和細胞機制至關重要。例如，熒光偏振 RNA 合成測定可用于鑒定流感病毒等病毒的RNA聚合酶。還有一些檢測方法使用表達報告基因（如熒光蛋白）的轉基因病毒，這些報告基因只在病毒復制過程中表達。在這方面，配備ACU的酶標儀可以實時連續測量基因表達長達72小時，適合從動力學角度測試抗病毒藥物的效果（圖3）。
圖3：在 PPIA抑制劑存在的情況下檢測到的mCherry熒光信號。
酶標儀也可用于研究酶活性和信號活性，甚至可以檢測群體感應（QS），一種使細菌判斷和響應環境條件的過程。由于QS會誘導某些細菌（如費氏弧菌 Vibrio fischeri）發光，可使用多功能化學發光酶標儀同時測定環境條件和/或抑制劑對細菌生長（吸光度）和QS（化學發光）的影響。基于吸光度的檢測方法也可用于評估微生物生存必需酶的活性。例如，使用可被這些必需酶裂解為發色團的底物，可以實時反映微生物的生長和存活情況。
結論
基于微孔板的檢測方法比傳統的微生物檢測方法更具成本效益和時間效益，可用于研究各種微生物過程，并產生高度可靠、可再現性和準確的結果。與環境控制、孵育和振蕩工具的集成，以及高通量能力，使酶標儀成為篩選新型抗菌藥物和實時分析微生物生長的理想平臺。
BMG LABTECH提供各種模塊化的單功能或多功能酶標儀，涵蓋多種檢測模式，可滿足每個微生物實驗室的需要。
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