等离子体处理鲍曼不动杆菌生物膜的研究
Study on Plasma Treatment of Acinetobacter baumannii Biofilm
DOI: 10.12677/HJBM.2019.92006, PDF,    国家自然科学基金支持
作者: 蔡秋晨, 俞志远, 周小霞, 胡淑恒*:合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽 合肥;程 诚, 沈 洁, 兰 彦:中国科学院等离子体物理研究所,安徽 合肥
关键词: 大气压力等离子体射流(APPJ)鲍曼不动杆菌(A. baumannii)生物膜活性氧(ROS) Atmospheric Pressure Plasma Jet (APPJ) Acinetobacter baumannii (A. baumannii) Biofilm Reactive Oxygen (ROS)
摘要: 研究了高压脉冲等离子体射流(APPJ)对耐药性鲍曼不动杆菌(A. baumannii)生物膜的失活效果和机制。研究发现,该脉冲等离子体射流对生物膜中的细菌有明显的灭活作用。菌落形成单位(CFU)计数方法处理显示,30分钟处理后,生物膜中99.9%的细菌失去其可培养发育能力。与此同时,刃天青荧光染色方法显示约80%的细菌失去了新陈代谢能力,部分细菌进入了一种存活但不可培养发育的状态(VBNC),H2-DCFDA荧光染色方法显示,等离子体处理后生物膜中细菌内的活性含氧基团(ROS)的浓度有所提高。等离子体活性物种可能诱导了细菌内部应激反应的产生,导致胞内ROS的生成,最终氧化破坏细菌结构,这可能是等离子体导致生物膜中细菌失活的重要原因。
Abstract: The inactivation effect and mechanism of high atmospheric pressure pulsed plasma jet (APPJ) on drug-resistant Acinetobacter baumannii (A. baumannii) Biofilm were studied in this paper. It is found that the pulsed plasma has a remarkable ability to inactivate bacteria in biofilm. The CFU counting method of colony forming units showed that almost all the bacteria (99.9%) in the biofilm lost their culturability after 30 minutes of treatment. At the same time, about 80% of the bacteria had lost their metabolism, and some of the bacteria had entered a viable but uncultured state of VBNC. H2-DCFDA fluorescence staining showed that the concentration of active oxygen-containing group (ROS) in biofilm was increased after plasma treatment. Plasma active species may induce internal stress reaction of bacteria, lead to a large number of intracellular ROS production, and ultimately oxidize the bacterial structure, which may be an important reason for the inactivation of bacteria in biofilm caused by plasma.
文章引用:蔡秋晨, 俞志远, 周小霞, 胡淑恒, 程诚, 沈洁, 兰彦. 等离子体处理鲍曼不动杆菌生物膜的研究[J]. 生物医学, 2019, 9(2): 35-42. https://doi.org/10.12677/HJBM.2019.92006

参考文献

[1] 周海燕, 石月萍, 王国英. 鲍曼不动杆菌3年耐药性监测结果分析[J]. 中国卫生检验杂志, 2018, 28(20): 2541-2543+2546.
[2] 张荣芳, 陆建福, 霍剑锋, 冯真真. 解放军371中心医院2016年度鲍曼不动杆菌临床分布及耐药性分析[J]. 中华灾害救援医学, 2018, 6(10): 585-587.
[3] 归巧娣, 解娟, 范芸, 宫艳艳. 2014-2016年ICU鲍曼不动杆菌耐药结果分析[J]. 医学动物防制, 2018, 34(12): 1126-1128.
[4] Bjarnsholt, T. (2013) The Role of Bacterial Biofilms in Chronic Infections. APMIS, 136, 1-51. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
[5] 谭覃, 徐征, 高尚谦, 祁静文, 孙尚念, 王娇娇, 谷洪涛. 国内外感染伤口细菌生物膜处理方式的研究进展[J]. 医学信息, 2018, 31(22): 43-46.
[6] 刘玉亭. 大气压射流等离子体活性物种诊断及其对微生物杀伤的研究[C]//中国力学学会等离子体科学技术专业委员会、中国物理学会等离子体物理分会、中国核学会聚变与等离子体物理学会、中国物理学会高能量密度物理专业委员会. 第十八届全国等离子体科学技术会议摘要集. 中国力学学会等离子体科学技术专业委员会、中国物理学会等离子体物理分会、中国核学会聚变与等离子体物理学会、中国物理学会高能量密度物理专业委员会: 中国力学学会, 2017: 1.
[7] 陈绪松, 李栋, 刘志杰, 刘定新, 陈伟, 郭莉, 孔刚玉. 等离子体射流灭活液体中铜绿假单胞菌的研究[J]. 微生物学通报, 2017, 44(4): 865-871.
[8] 阮哲, 郭亚俊, 高静, 杨春俊, 兰彦, 沈洁, 许子牧, 程诚, 刘行浩, 张书梅, 杜文辉, 朱剑豪. Control of Multidrug-Resistant Planktonic Acinetobacter baumannii: Biocidal Efficacy Study by Atmospheric-Pressure Air Plasma. Plasma Science and Technology, 2018, 20(6): 176-183. [Google Scholar] [CrossRef
[9] 沈瑾, 段弘扬, 邱侠, 朱亭亭, 班海群, 王佳奇, 孙惠惠, 李新武. 碱性电解水与医用清洗剂去除细菌生物膜的研究[J]. 中华医院感染学杂志, 2018, 28(7): 979-982.
[10] 鲁芸芸, 潘跃龙, 曹骐, 邓先宽, 张劲松. 放射性样品中微生物的检测分析[J]. 科技视界, 2016(12): 15-16.
[11] 张洪利, 康大力, 莫小路. 刃天青法对溪黄草抗菌活性部位的筛选[J]. 海峡药学, 2013, 25(9): 50-51.
[12] Xu, Z., Shen, J., Cheng, C., et al. (2017) In Vitro Antimicrobial Effects and Mechanism of Atmospheric-Pressure He/O2 Plasma Jet on Staphylococcus aureus Biofilm. Journal of Physics D Applied Physics, 50, Article ID: 105201. [Google Scholar] [CrossRef
[13] Xiao, D., Cheng, C., Shen, J., et al. (2014) Characteristics of At-mospheric-Pressure Non-Thermal N2 and N2/O2 Gas Mixture Plasma Jet. Journal of Applied Physics, 115, Article ID: 033303. [Google Scholar] [CrossRef
[14] Sharkey, M.A., Chebbi, A., Mcdonnell, K.A., et al. (2015) Eval-uation of the Sensitivity of Bacterial and Yeast Cells to Cold Atmospheric Plasma Jet Treatments. Biointerphases, 10, Article ID: 029507. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
[15] 孙宗科. 水中肠道致病菌活的非可培养状态及致病性的研究[D]: [博士学位论文]. 北京: 中国疾病预防控制中心, 2009.