如何檢測感染細菌數目

　　自從1673年列文虎克用他自己制造的顯微鏡觀察到了被他稱為“小動物animalcules”的微生物世界之后，生物學進入了微生物階段。這些微小的動物具有如此驚人的多樣性，無論是人體腸道，還是海底世界都充斥著它們的身影，但在此后有了DNA的跨時代發現，微生物就不再是研究的寵兒了，不過依然有不少科學家繼續進行對其各種行為的研究。

　　包括細菌在內的微生物研究常常需要追蹤和分析這些生物的動態行為，時至今日這些技術已經得到了長足發展，出現了一些新的工具，如熒光蛋白報告基因，經典技術也獲得了新生，如瓊脂糖平板上細菌菌落復雜漩渦和螺旋形生長的定量分析等。同時在過去的二十年里，顯微鏡又卷土重來，通過一些小型，相對廉價的相機，以及日益復雜的圖像分析工具幫助科學家們完成了許多分析研究。

　　The Scientist雜志匯總了一些創新方法，以及經典方法的升級版。

　　感染期少量細菌如何檢測

　　許多病原菌，比如結核桿菌在初始生長階段生長的十分緩慢，因此要了解其如何感染宿主的并不容易。至今科學家們還不清楚結核分枝桿菌Mycobacterium tuberculosis在人體內的立足點在哪里，是肺泡？鼻咽？還是散布在全身的病原體？

　　“如果能在體內追蹤到這些病原體，就是這一領域的一大進步，”來自德州A&M健康科學中心的微生物病理學和免疫學教授Jeffrey Cirillo說。

　　為了能找到樣品中少量的結核桿菌的蹤跡，Cirillo研究組研發了一種新技術，利用熒光報告基因來檢測——結核桿菌會分泌一種名為BlaC的酶，據此研究人員設計出一種能與這種酶反應的分子，兩者反應后會發出熒光。在此基礎上制成的檢測裝置只需在其中加入痰液，若含有結核桿菌，檢測裝置就會發出熒光。如果自行檢測者拿不準如何判斷熒光，可用手機拍照后傳給專業醫生，無須親自到醫院就能獲知檢測結果。

　　這種新型檢測方法靈敏度很高，樣本中只含少量的結核桿菌就能檢測出來。與之相比，傳統的利用顯微鏡觀察樣本中是否含結核桿菌的方法，在結核桿菌數量很少時常常判斷困難。

　　其實之前也有類似的技術，但所用分子不只對結核桿菌敏感，也會引起其他一些種類的細菌產生反應。而這一研究針對這一問題進行改進，所用分子只有遇到結核桿菌分泌的酶時才發出熒光。

　　這一系統能檢測到樣品中少至10個細菌（Angew Chem Int Ed Engl, 53:9360-64, 2014），Cirillo 還在嘗試研發另外的生物螢光分子（來自螢火蟲）追蹤活體動物中的感染的新系統。、

　　這一報告系統是在其它研究發現的基礎上研發出來的，Cirillo 研究組進行了一些改動，從Addgene 開放性數據中可以活動這種質粒的信息。