有助于微生物分離鑒定的新設(shè)備

在世界上有數(shù)百萬種微生物，但是，絕大多數(shù)微生物無法在實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的人工介質(zhì)上生長，因此，到目前為止只有其中少數(shù)被鑒定。人們首先意識到這個問題是在一個世紀(jì)前，從環(huán)境樣品中的直接細(xì)菌計(jì)數(shù)與產(chǎn)生的菌落形成單位（CFUs）數(shù)目并不相關(guān)，被稱為“偉大的平板，計(jì)的數(shù)太偏”的一個現(xiàn)象，是對環(huán)境中微生物實(shí)際數(shù)量通平板菌落計(jì)數(shù)之間巨大差異的描述。

問題不僅是，極少菌落生長在平板上，而且當(dāng)與環(huán)境樣本的直接單細(xì)胞分析相比時(shí)，只有少數(shù)物種形成菌落。免培養(yǎng)方法，如rRNA基因測序，發(fā)現(xiàn)大自然中仍然有巨大數(shù)量的未培養(yǎng)微生物物種。因此，微生物世界的巨大復(fù)雜性，在很大程度上仍未開發(fā)和不被了解。

自那時(shí)以來，有很多研究試圖克服微生物培養(yǎng)中的這些局限性。一些研究對常規(guī)方法進(jìn)行改進(jìn)，如改變介質(zhì)組成（或濃度）、交聯(lián)劑和培養(yǎng)時(shí)間。另一種方法是使用膜結(jié)合設(shè)備，在微生物的自然環(huán)境中孵化微生物細(xì)胞。一些研究表明，這種方法可讓必要的生長因子從自然生境供應(yīng)到設(shè)備中，從而激活未培養(yǎng)微生物的生長。

由于未開發(fā)物種的數(shù)量龐大，高通量也是培育方法的一個重要方面。這通常是由生長隔室的小型化實(shí)現(xiàn)。一個例子是凝膠微滴技術(shù)，可進(jìn)行高通量培養(yǎng)，也可用于高通量篩選。在這方面，微密加工技術(shù)具有*改革微生物培養(yǎng)的潛力。其中一個例子是，小型化培養(yǎng)芯片，在一個單一設(shè)備上有一百萬個微觀尺度的生長隔室。

盡管已經(jīng)取得了這些進(jìn)步，對于增加培養(yǎng)物種的數(shù)量而言，培養(yǎng)技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新仍然是至關(guān)重要的。這些進(jìn)展將闡明許多疾病的潛在因素，帶來新藥的開發(fā)，揭示微生物世界缺失的碎片。

從廣義上講，微生物純培養(yǎng)主要需要以下三個步驟：①從其他微生物細(xì)胞中分離個體細(xì)胞，②將單個細(xì)胞接種到培養(yǎng)基上，③孵育，讓細(xì)胞增殖，隨后進(jìn)行生物檢測和收集。zui近，美國東北大學(xué)的工程師Edgar Goluch和生物學(xué)家Slava Epstein，開發(fā)出一種微型和納米制備的設(shè)備，可讓上述三個步驟自動執(zhí)行。用來從物種混合物中捕獲單個細(xì)菌細(xì)胞，產(chǎn)生這些細(xì)胞的純培養(yǎng)。