一、体外抗菌活性检测实验简介
体外抗菌实验:体外条件下,测定细菌/真菌对测试样品的敏感程度。体外抗菌实验分为抑菌实验和杀菌实验,抑菌实验可测定仅有抑制细菌/真菌生长繁殖而无杀灭作用的测试样品;杀菌实验可测定不仅抑制而且能杀灭细菌/真菌的测试样品。
抑菌实验方法有OD值法、抑菌圈法、共培养+平板涂布计数法(一般培养环境为细菌/真菌培养基)、MIC。
杀菌实验方法有共培养+平板涂布计数法(一般培养环境为PBS/生理盐水溶液)、MBC。
1、抑菌圈测试
1.1实验原理
供试材料含可溶性抗菌成分,此成分在琼脂培养基中可自由扩散,形成一定浓度的含药区域。由于各种微生物对不同材料或同一材料不同浓度的敏感性不同,因而形成不同大小直径的抑菌圈。
1.2参考标准
GBT39101-2020-多肽抗菌性测定 抑菌圈法
NCCLS 药敏试验标准 纸片扩散法
1.3实验流程图
2、 OD值测试
2.1实验原理
细菌悬浮液的浓度在一定范围内与透光度成正比,通过OD值可以定性反映出微生物的浓度或数量。
不同材料按比例与菌液共培养一定时间后,通过比较不同组别(不同材料、不加材料)菌液OD值之间的大小来判断不同材料的抗菌性能。
2.2实验流程图
3、平板涂布计数测试
3.1实验原理
不同材料与菌液共培养一定时间后,不同组别(不同材料、不加材料)的菌液稀释一定倍数后涂布平板,以计算出不同组的菌液浓度。通过与对照组比较,进而计算出实验组菌液浓度下降百分比,即得到材料对测试菌株的抗菌性能。
3.2参考标准
GBT 31402-2015 塑料 塑料表面抗菌性能试验方法
JCT 1054-2007 镀膜抗菌玻璃
GBT 20944.3-2008 纺织品抗菌性能的评价 第3部分震荡法
GBT 21510-2008 纳米无机材料抗菌性能检测方法
GB/T 23763-2009 光催化抗菌材料及制品抗菌性能的评价
3.3实验流程图
4、MIC/MBC测试
4.1实验原理
将样品稀释成不同浓度(二倍稀释法),加入到微孔板/无菌试管中,在每个孔/试管中加入一定浓度的测试菌,培养一定时间后肉眼观察培养液的混浊情况,如果是澄清的,说明没有细菌的增长,即细菌的生长得到了抑制,培养液澄清的最小样品浓度为最小抑菌浓度,即MIC。
然后将澄清孔/管(3个样品浓度)取出涂布于培养基表面,若无细菌生长,则说明测试的菌已经被杀灭,此时的样品浓度为最小杀菌浓度,即MBC。
4.2 参考标准
YY/T 0688.1-2008临床实验室检测和体外诊断系统 感染病原体敏感性试验与抗菌剂敏感性试验设备的性能评价
GB/T27623.1-2011 渔用抗菌药物药效试验技术规范 第1部分:常量肉汤稀释法 药物敏感性试验
4.3实验流程图
一、体外抗菌活性检测实验简介
体外抗菌实验:体外条件下,测定细菌/真菌对测试样品的敏感程度。体外抗菌实验分为抑菌实验和杀菌实验,抑菌实验可测定仅有抑制细菌/真菌生长繁殖而无杀灭作用的测试样品;杀菌实验可测定不仅抑制而且能杀灭细菌/真菌的测试样品。
抑菌实验方法有OD值法、抑菌圈法、共培养+平板涂布计数法(一般培养环境为细菌/真菌培养基)、MIC。
杀菌实验方法有共培养+平板涂布计数法(一般培养环境为PBS/生理盐水溶液)、MBC。
1、抑菌圈测试
1.1实验原理
供试材料含可溶性抗菌成分,此成分在琼脂培养基中可自由扩散,形成一定浓度的含药区域。由于各种微生物对不同材料或同一材料不同浓度的敏感性不同,因而形成不同大小直径的抑菌圈。
1.2参考标准
GBT39101-2020-多肽抗菌性测定 抑菌圈法
NCCLS 药敏试验标准 纸片扩散法
1.3实验流程图
2、 OD值测试
2.1实验原理
细菌悬浮液的浓度在一定范围内与透光度成正比,通过OD值可以定性反映出微生物的浓度或数量。
不同材料按比例与菌液共培养一定时间后,通过比较不同组别(不同材料、不加材料)菌液OD值之间的大小来判断不同材料的抗菌性能。
2.2实验流程图
3、平板涂布计数测试
3.1实验原理
不同材料与菌液共培养一定时间后,不同组别(不同材料、不加材料)的菌液稀释一定倍数后涂布平板,以计算出不同组的菌液浓度。通过与对照组比较,进而计算出实验组菌液浓度下降百分比,即得到材料对测试菌株的抗菌性能。
3.2参考标准
GBT 31402-2015 塑料 塑料表面抗菌性能试验方法
JCT 1054-2007 镀膜抗菌玻璃
GBT 20944.3-2008 纺织品抗菌性能的评价 第3部分震荡法
GBT 21510-2008 纳米无机材料抗菌性能检测方法
GB/T 23763-2009 光催化抗菌材料及制品抗菌性能的评价
3.3实验流程图
4、MIC/MBC测试
4.1实验原理
将样品稀释成不同浓度(二倍稀释法),加入到微孔板/无菌试管中,在每个孔/试管中加入一定浓度的测试菌,培养一定时间后肉眼观察培养液的混浊情况,如果是澄清的,说明没有细菌的增长,即细菌的生长得到了抑制,培养液澄清的最小样品浓度为最小抑菌浓度,即MIC。
然后将澄清孔/管(3个样品浓度)取出涂布于培养基表面,若无细菌生长,则说明测试的菌已经被杀灭,此时的样品浓度为最小杀菌浓度,即MBC。
4.2 参考标准
YY/T 0688.1-2008临床实验室检测和体外诊断系统 感染病原体敏感性试验与抗菌剂敏感性试验设备的性能评价
GB/T27623.1-2011 渔用抗菌药物药效试验技术规范 第1部分:常量肉汤稀释法 药物敏感性试验
4.3实验流程图
一、体外抗菌活性检测实验简介
体外抗菌实验:体外条件下,测定细菌/真菌对测试样品的敏感程度。体外抗菌实验分为抑菌实验和杀菌实验,抑菌实验可测定仅有抑制细菌/真菌生长繁殖而无杀灭作用的测试样品;杀菌实验可测定不仅抑制而且能杀灭细菌/真菌的测试样品。
抑菌实验方法有OD值法、抑菌圈法、共培养+平板涂布计数法(一般培养环境为细菌/真菌培养基)、MIC。
杀菌实验方法有共培养+平板涂布计数法(一般培养环境为PBS/生理盐水溶液)、MBC。
1、抑菌圈测试
1.1实验原理
供试材料含可溶性抗菌成分,此成分在琼脂培养基中可自由扩散,形成一定浓度的含药区域。由于各种微生物对不同材料或同一材料不同浓度的敏感性不同,因而形成不同大小直径的抑菌圈。
1.2参考标准
GBT39101-2020-多肽抗菌性测定 抑菌圈法
NCCLS 药敏试验标准 纸片扩散法
1.3实验流程图
2、 OD值测试
2.1实验原理
细菌悬浮液的浓度在一定范围内与透光度成正比,通过OD值可以定性反映出微生物的浓度或数量。
不同材料按比例与菌液共培养一定时间后,通过比较不同组别(不同材料、不加材料)菌液OD值之间的大小来判断不同材料的抗菌性能。
2.2实验流程图
3、平板涂布计数测试
3.1实验原理
不同材料与菌液共培养一定时间后,不同组别(不同材料、不加材料)的菌液稀释一定倍数后涂布平板,以计算出不同组的菌液浓度。通过与对照组比较,进而计算出实验组菌液浓度下降百分比,即得到材料对测试菌株的抗菌性能。
3.2参考标准
GBT 31402-2015 塑料 塑料表面抗菌性能试验方法
JCT 1054-2007 镀膜抗菌玻璃
GBT 20944.3-2008 纺织品抗菌性能的评价 第3部分震荡法
GBT 21510-2008 纳米无机材料抗菌性能检测方法
GB/T 23763-2009 光催化抗菌材料及制品抗菌性能的评价
3.3实验流程图
4、MIC/MBC测试
4.1实验原理
将样品稀释成不同浓度(二倍稀释法),加入到微孔板/无菌试管中,在每个孔/试管中加入一定浓度的测试菌,培养一定时间后肉眼观察培养液的混浊情况,如果是澄清的,说明没有细菌的增长,即细菌的生长得到了抑制,培养液澄清的最小样品浓度为最小抑菌浓度,即MIC。
然后将澄清孔/管(3个样品浓度)取出涂布于培养基表面,若无细菌生长,则说明测试的菌已经被杀灭,此时的样品浓度为最小杀菌浓度,即MBC。
4.2 参考标准
YY/T 0688.1-2008临床实验室检测和体外诊断系统 感染病原体敏感性试验与抗菌剂敏感性试验设备的性能评价
GB/T27623.1-2011 渔用抗菌药物药效试验技术规范 第1部分:常量肉汤稀释法 药物敏感性试验
4.3实验流程图
1、抑菌圈测试结果
抑菌圈结果解读:
抑菌圈测试一般用作样品抑菌性能的定性测试。若产生抑菌圈,则说明样品有一定的抗菌性。若无抑菌圈产生,说明该测试方法条件下样品无抗菌性。
针对液体样本可能与浓度呈正相关,但并不意味着样本浓度越高,抑菌圈越大。因为测试样本对指定的测试菌株有一定的抑菌阈值,且抑菌性还与样本本身扩散性有关。
取出培养完成的平板,采用十字交叉法,用游标卡尺测量抑菌圈(透明圈)直径(mm),以直径表示抑菌圈的大小。
抑菌圈直径(mm)=抑菌圈外径(mm)—样品直径/打孔孔径(mm)
2、OD值测试结果
分组 | OD600 | Average | ||||||||
1次平行 | 2次平行 | 3次平行 | ||||||||
control | 0.658 | 0.783 | 0.636 | 0.665 | 0.812 | 0.637 | 0.724 | 0.752 | 0.637 | 0.700 |
sample | 0.449 | 0.399 | 0.476 | 0.495 | 0.428 | 0.463 | 0.528 | 0.357 | 0.484 | 0.453 |
注:与对照组比较,**P<0.01
OD值测试结果解读
通过差异性分析,**P<0.01代表实验组与对照组相比,有极显著性差异;*P<0.05代表实验组与对照组相比,有显著性差异;P>0.05代表实验组与对照组相比,无差异性。
若OD600值实验组与对照组有极显著/显著性差异减小,则说明材料对测试菌株有抗菌性。
3、平板涂布计数测试结果
分组 | 菌落数 | 稀释倍数 | 菌液浓度(CFU/mL) | 抑菌率 |
对照 | 237 | 106 | 2.37×109 | / |
1 | 217 | 105 | 2.17×108 | 90.84% |
平板涂布测试结果解读:
结果表格中菌落数为各组相应稀释倍数下的菌落计数结果,计数原则依据国家标准GB4789.2-2016,选取菌落数在30 CFU~300 CFU之间来进行菌落计数。在最小稀释倍数下,若仍无菌落生长,则证明样品抑菌效果非常明显。
菌液浓度(CFU/mL)计算方式:菌落数×稀释倍数×10(0.1 mL稀释液涂布平板)
抑菌率=(1-实验组菌液浓度/对照组菌液浓度)×100%
4、MIC/MBC测试结果
MIC/MBC测试结果解读:
MIC(最小抑菌浓度,Minimal inhibition concentration)判定标准:眼观无细菌生长的最低药物浓度确定为MIC。
MBC(最小杀菌浓度,Minimum bactericidal concentration)判定标准:眼观清澈的孔/管摇匀, 吸取0.1 mL涂布于固体培养基,培养一定时间后计数,菌落数少于5个的最低稀释样品浓度确定为MBC。
1、抑菌圈测试
1.1块体类—薄膜、布料、金属块、纸片、凝胶等
送样量:至少3个/种菌。
制样要求:金属块、凝胶类样本须制备成统一大小的圆形/方形,建议制备直径为6-10 mm圆形。布料、纸片类样本可代为裁剪,默认制备直径为6 mm。
注:凝胶样本须保证样本在培养条件下(一般为37℃)不融化。
1.2液体类
送样量:根据测试时样本浓度而定
①若采用原液测试,则样本量为1 mL/种菌;
②若采用稀释后样本测试,则须告知稀释倍数及稀释液,样本量为1 mL/稀释倍数/种菌。
1.3粉末类
送样量:因不同样本密度不同,无法保证每个加样孔均能加入等量样本,故建议样本做分散液,按照等体积加样(每个孔最大加样量为0.2 mL),能提升样本量的一致性。需要提供质量/体积比(选择合适的样本分散液),样本量为质量/体积×1 mL/种菌。
如果不可使用分散液,需要预试,样本量可联系本公司人员确认。
2、OD值测试
2.1块体类—薄膜、布料、金属块、纸片、凝胶等
送样量:需要提供样本与菌液的培养体系。比如X g样本/mL菌液,样本量为4X g/种菌。
2.2液体类(要求样本溶液无色或者淡色)
送样量:根据测试时样本的溶剂和浓度而定
①若溶剂具备杀菌性(如DMSO、乙醇、甲醇、DMF等),推荐提供样本浓度为50倍测试浓度,样本量为0.1 mL/种菌。
举例:测试材料的溶剂为DMSO,测试浓度为2 mg/mL。则需提供样本为100 mg/mL浓度的样本0.1 mL/种菌。
②若溶剂不具备杀菌性(如PBS、纯水、生理盐水等),推荐提供样本浓度为10倍测试浓度,样本量为0.4 mL/种菌。
举例:测试材料的溶剂为纯水,测试浓度为2 mg/mL。则需提供样本为20 mg/mL浓度的样本0.4 mL/种菌。
注:如果提供样本原液浓度高于推荐浓度,可按比例计算样本量。
2.3粉末类
送样量:需要提供样本与菌液的培养体系。比如X g样本/mL菌液,样本量为4X g/种菌。
3、平板涂布计数测试
3.1块体类—薄膜、金属块、镀膜玻璃等(具备一定的表面积)
测试方法参考国标GBT 31402-2015 塑料 塑料表面抗菌性能试验方法(https://max.book118.com/html/2017/1123/141231780.shtm)、JCT 1054-2007 镀膜抗菌玻璃(https://www.antpedia.com/standard/5144389-1.html)
送样量:样本量为1个/次重复/种菌
样本尺寸:标准尺寸大小5×5cm,建议最小尺寸1×1cm
3.2液体类
送样量:根据测试时样本的溶剂和浓度而定
①若溶剂具备杀菌性(如DMSO、乙醇、甲醇、DMF等),推荐提供样本浓度为50倍测试浓度,样本量为0.03 mL/次重复/种菌。
举例:测试材料的溶剂为DMSO,测试浓度为2 mg/mL。则需提供样本为100 mg/mL浓度的样本0.03 mL/次重复/种菌。
②若溶剂不具备杀菌性(如PBS、纯水、生理盐水等),推荐提供样本浓度为10倍测试浓度,样本量为0.1 mL/次重复/种菌。
举例:测试材料的溶剂为纯水,测试浓度为2 mg/mL。则需提供样本为20 mg/mL浓度的样本0.1 mL/次重复/种菌。
3.3粉末类
送样量:需要提供样本与菌液的培养体系。比如X g样本/mL菌液,样本量为X g/次重复/种菌。
4、MIC/MBC测试
4.1粉末/液体类(要求样本溶液,完全溶解且无色或者淡色)-微孔板法
送样量:根据测试时样本的溶剂和初始工作浓度而定
①若溶剂具备杀菌性(如DMSO、乙醇、甲醇、DMF等),推荐提供样本浓度为50倍测试浓度,样本量为0.03 mL/种菌。
举例:测试材料的溶剂为DMSO,测试浓度为2 mg/mL。则需提供样本为100 mg/mL浓度的样本0.03 mL/种菌。
②若溶剂不具备杀菌性(如PBS、纯水、生理盐水等),推荐提供样本浓度为10倍测试浓度,样本量为0.1 mL/种菌。
举例:测试材料的溶剂为纯水,测试浓度为2 mg/mL。则需提供样本为20 mg/mL浓度的样本0.1 mL/种菌。
注:如果提供样本原液浓度高于推荐浓度,可按比例计算样本量。
如果样本为粉末,可按照浓度和所需体积计算样本量(<10 mg者,需称量并标记清楚,避免样本量较少情况下再反复称量造成损耗)。
4.2粉末/液体类(样本颜色较重)-平板法
送样量:根据测试时样本工作浓度和浓度个数而定。比如工作浓度为X g/mL(或µM),测试n个浓度,样本量为60X*n g(或10X µM的液体样本6*n mL)
4.3液体类(样本属于分散液或制备成分散液,且呈无色或者淡色)-试管法
送样量:根据测试时样本工作浓度而定
①若分散剂具备杀菌性(如DMSO、乙醇、甲醇、DMF等),推荐提供样本浓度为50倍测试浓度,样本量为2 mL/种菌。
举例:测试材料的分散剂为DMSO,测试浓度为2 mg/mL。则需提供样本为100 mg/mL浓度的样本2 mL/种菌。
②若分散剂不具备杀菌性(如PBS、纯水、生理盐水等),推荐提供样本浓度为10倍测试浓度,样本量为10 mL/种菌。
举例:测试材料的分散剂为纯水,测试浓度为2 mg/mL。则需提供样本为20 mg/mL浓度的样本10 mL/种菌。
4.5粉末类(直接加样)-试管法
送样量:根据测试时样本的工作浓度而定。比如工作浓度为X mg/mL(g/mL),则样品量为30X mg(g)/种菌。
OD值、抑菌圈、振荡+平板涂布计数法 、MIC、MBC。
1、OD值测试(适合无颜色干扰、可溶性样品);
2、抑菌圈测试(适合活性成分可以溶出的样品);
3、振荡培养+平板涂布计数法(可用于不溶性样品抗菌活性评价);
4、MIC测试(适合已验证过具有抗菌活性且无颜色干扰的可溶性样品);
5、MBC测试(适合已检测过具有最小抑菌浓度的样品);
*如果之前没有做过抗菌实验,建议先做简单的抑菌圈或者OD值评估下抗菌效果。
标准菌株常用的是金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、粘性放线菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌等。
革兰氏阴性菌代表:大肠杆菌(大肠埃希菌)、铜绿假单胞菌(绿脓杆菌);
革兰氏阳性菌代表:金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌;
真菌代表:白色念珠菌(白色假丝酵母)。
如果寄送样品量不足,会造成反复寄样,影响您的实验周期。所以建议根据上述的《样品要求》准备样品量,若遇到样品量不太确定时,可与工作人员联系。
OD值、共培养+平板涂布计数、MIC/MBC,这些测试必须提供工作浓度。
①抑菌圈测试默认不设置对照(除非样品为纸片/需要溶解,可提供滤纸片/溶剂作为对照);②OD值测试默认对照为不加样品的等量菌液;③共培养+平板涂布计数测试不需要提供对照样品类型:不加样品的等量菌液、菌液滴加于样品表面;必须提供对照样品类型:黏附/抗黏附实验;④MIC/MBC默认对照为添加等浓度的溶剂。
常规尺寸为6/8/10 mm直径的圆形,高度不超过1 cm。对测试面有要求的,一定要标注测试面。
常见测试样品放置方式有如下几种类型,可根据测试对比目的,选择适合的方式。
灭菌方式的选择可参考下图建议,但紫外照射灭菌存在灭菌不彻底风险,尤其是粉末、棉布、多孔材料等样品。
抑菌实验(默认)—测试样品对细菌是否具有抑制生长作用,测试时培养环境为培养基,即测试过程中细菌可以继续生长繁殖。
杀菌实验—测试样品对细菌是否具有杀灭作用,测试时培养环境为PBS/生理盐水,即测试过程中细菌不再生长繁殖。
默认只提供一种黑白照片的拍摄结果方式,即黑白照片和彩色照片二选一,若同时选择两种,需要额外收取一定的费用,具体收费标准可与工作人员联系。
黑白照片由凝胶成像系统设备拍摄,聚焦清晰且不会产生倒影。彩色照片由相机拍摄,由于培养基较为光滑,一般会产生倒影。