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利用噬菌體病毒選擇性感染和殺死致病菌，稱為噬菌體療法。目前，噬菌體篩選的主要手段包括基于光學的測定，不能在復雜的介質中進行，如有色溶液、不均勻混合物或高粘度樣品。

為應對這些挑戰，研究人員采用基于生物層干涉技術（Biolayer interferometry，BLI）的Octet®非標記分子互作分析系統，建立了噬菌體層干涉術（Phage-layer interferometry，PLI）作為噬菌體伴隨診斷方法^[1]。

PLI不僅為一種定量的噬菌體篩選方法，同時可以作為細菌檢測平臺。PLI易于自動化，還可以在復雜、不透明的介質中發揮作用，如嬰兒配方奶粉。PLI方法的建立，將對預防食源性疾病及對抗AMR（抗生素耐藥性）產生直接而廣泛的影響。那么，PLI技術又是如何誕生的呢？接下來讓我們一睹為快！

PLI方法開發

鑒于噬菌體T7展現出極高的治療潛力，研究者因此選擇其來合成噬菌體功能化的BLI傳感器，用作PLI噬菌體生物傳感器的原型。首先，將純化的T7進行生物素化，并通過透析法去除多余生物素，然后T7-bio就可以固化在SA傳感器上。

上圖：噬菌體生物素化示意圖；左圖：T7噬菌體固化的信號較高，說明其可以成功固化在SA傳感器上

研究人員通過掃描電子顯微鏡（SEM）進一步確認了傳感器表面的T7的功能化不受影響。固化后的噬菌體平均長度和直徑分別為85±15nm和66±11nm，與之前研究報道的3D 冷凍電子斷層掃描衍生模型計算出的尺寸非常吻合。由于Octet®傳感器是由玻璃光纖制成，可以在SEM下直接觀察。

PLI方法評估

噬菌體宿主范圍篩選：將T7傳感器浸沒在細菌肉湯培養物中并通過PLI信號隨時間的變化來研究噬菌體-宿主動力學。通過BW25113（敏感菌株）和BW25113 ΔwaaCΔtrxA（耐藥菌株）進行測試，發現BW25113與T7傳感器的結合信號更強，并進行重復試驗確認了PLI良好的重復性。這一發現證明PLI在研究噬菌體宿主范圍時可通過比較噬菌體結合能力參數進行篩選。

量化噬菌體感染參數（如宿主結合和潛伏期）：細菌結合后將傳感器洗滌并在LB中孵育測量裂解動力學。由于細菌解離，BW25113和BW25113ΔwaaCΔtrxA前期檢測信號略有下降。120分鐘后，BW25113信號急劇增加后迅速降低，表明噬菌體感染引起細菌腫脹后裂解（劃重點！在解離觀察到信號起伏就說明細菌被噬菌體裂解了！）。而BW25113ΔwaaCΔtrxA沒有產生“裂解”信號。考慮到PLI是實時的檢測，所以在PLI中可觀察到單個感染周期，因此可以推斷噬菌體潛伏期，T7在室溫下的潛伏時間為193 ± 26分鐘。通過PLI測定潛伏期與傳統方法相比操作更為簡單。

研究人員還通過SEM確認了傳感器的細菌裂解碎片上覆蓋著T7（白色顆粒），從而證實噬菌體傳感器誘導的細菌裂解。

PLI實戰1—能被噬菌體裂解的細菌篩選

研究人員使用ECOR集合（該集合包括來自世界各地的大腸桿菌菌株）中的30種細菌篩選T7宿主范圍，并與傳統的噬菌體篩選方法DLA(雙瓊脂覆蓋試驗)進行對比。結果顯示PLI比傳統方法具有更高靈敏度，如ECOR-16在DLA測定中未被確定為敏感，但在PLI檢測中觀察到裂解信號后，重新分析DLA培養皿，可在最濃縮的稀釋度下顯示出小斑塊。可見，PLI測量噬菌體宿主范圍的能力更強，并易于比較噬菌體感染參數如宿主結合動力學和潛伏期，從而實現更標準化的噬菌體候選物篩選過程。

PLI實戰2—奶粉中診斷細菌

由于噬菌體通過結合細菌來診斷細菌的存在，而Octet®具有在復雜樣品中檢測的能力，因此研究人員將PLI用于檢測嬰兒配方奶粉的細菌污染。嬰兒配方奶粉是不透明的，很難通過傳統的光譜方法進行分析。將T7生物傳感器浸入嬰兒配方奶粉中檢測，與未污染的奶粉相比受污染的奶粉的結合信號更高。在LB培養基中解離，觀察到受污染的奶粉檢測信號存在裂解特征，未污染的奶粉僅顯示非特異性結合分子從傳感器表面的解離信號。

Octet®還提供其他配套的傳感器固化病毒，比如本文還用AR2G（氨基偶聯）傳感器結合帶正電荷的聚乙烯亞胺（PEI）聚合物，再捕獲與噬菌體結合的細菌，并進行檢測，其結果與生物素化后固化在SA傳感器結果類似。

以上就是BLI變身PLI的全過程，PLI之所以適合于復雜樣本檢測以及長時間（400-500mins）細菌裂解動力學監測，主要得益于Octet®技術特點，浸入即讀的模式可以使檢測樣本不受限制，無流路的限制可以在長時間檢測時節省大量樣本!

• 非標記Direct Binding是趨勢，不需要標記和信號放大，可以更好的保持反應物的活性

• 快速測定親和力，提供結合速率常數和解離速率常數更加定量化地表征分子互作

• 無洗滌步驟，可測弱親和力（解離快）

• 寫入了美國藥典，文章多，認可度廣

• 萬金油技術，可以用與檢測小分子，蛋白質等各種生物分子，還可以檢測細菌，噬菌體等

• 操作簡便，耗材及維護成本低