该WinCF模式 - 粘液的廉价和易于处理的缩影细支气管堵塞，研究肺部感染的微生物

该程序的总体目标是模拟肺部环境并以更类似于它们引起疾病的方式生长病原体。这种方法可以帮助回答气道微生物学领域的关键问题，例如，各种细菌病原体如何在囊性纤维化肺中相互作用。这种技术的主要优点是它允许轻松纵实验条件。

观察微生物反应，类似于它们在实际肺支气管中发生的方式。演示该程序的将是来自我们实验室的 Will Comstock。为了制备人工痰液培养基，将 16 毫升先前制备的粘液原液、2 毫升氯化钾原液、2 毫升氯化钠原液、200 微升蛋黄乳剂、5.6 毫升 DNA 原液、120 微升铁蛋白原液、5.78 毫升必需氨基酸溶液、5.78 毫升非必需氨基酸溶液、 和 2.44 毫升无菌水。

精心制备无菌人工痰液培养基非常重要。由于任何污染都会改变培养的毛细管中的细菌活性，因此会进一步发展。轻轻摇晃混合后，将 5 毫升培养基移液到 8 个无菌 15 毫升离心管中。

现在可以对介质进行改性以达到所需的化学条件。例如，此处显示的介质的 PH 值发生了变化，并添加了染料以反映其不同的酸度。接下来，在无菌生物罩下，向 8 个无菌 1.5 毫升微量离心管中加入 900 微升培养基。

使用 3 毫升注射器反复抽出和喷出痰液，直到痰液呈光滑稠度，使先前采集的痰液样本匀浆。向 8 个微量离心管中的每一个中加入 100 微升匀浆痰液。然后涡旋试管以充分混合。

根据先前制备的培养基的微量离心管，再标记 8 个无菌 15 毫升离心管。这些将是孵育管。使用 70% 乙醇溶液对纸巾进行消毒并晾干。

将毛巾撕成每块约 4 平方英寸的小块。然后在每个孵育管的底部捣碎一块。在每个孵育管的底部放一团纸，用 1 毫升无菌水稍微弄湿每团纸，以在管内创造一个潮湿的环境。

对于每管培养基，将管的一端固定在培养基中并水平倾斜，将培养基填充三个玻璃毛细管。允许毛细管作用将介质引导到试管中。将戴手套的手指轻轻放在管子的开口端上以停止填充，然后通过将管子的另一端向下压入一块毛细管腻子密封剂中来密封管子的另一端。

将每组三个毛细管放入 15 毫升油灰密封的孵育管中，油灰密封面朝下。然后盖上试管并确保它们有标签。这三个毛细管用于复制每个控制条件。

当所有孵育管都装满其指定的毛细管时。将试管架置于 37 摄氏度，使试管水平孵育，以便产生的任何气体不会从开口端逸出。将试管孵育 48 小时。

从培养箱中取出试管，确保它们保持水平。小心地将毛细管从孵育管中取出，将每组 3 根与其他组分开。将毛细管彼此并排排列在灯箱上，所有灯管都排成一排，以便从下方可以看到和照亮管的内容物。

每三根管子编织一个间隙以分离不同的化学条件接下来，将相机对准它们正上方的管子，以便所有管子在视野中都可见，并且来自灯箱的光线提供了足够的对比度和管状染料颜色的可视化。要提取试管内容物进行下游分析，请一次从灯箱中取出一组一式三份的毛细管。将 25 号 0.5 英寸平头针插入毛细管的塞端以破坏密封。

然后将毛细管倒置，让培养基从顶部滴入 1.5 毫升微量离心管中。如果培养基没有滴出，当培养基插入毛细管末端时，使用至 200 微升的移液器按下移液器柱塞，将培养基从试管中排出。如图所示，当没有痰液样品加入培养基中时，孵育 48 小时后，整个 pH 光谱中表现出的唯一变化是由于轻微蒸发导致培养基体积略有减少。

接种的毛细管显示体积变化、气泡出现、颜色改变和不透明沉积物的外观。这些结果表明，添加的痰液中包含的细菌和其他微生物能够在人工培养基中生长和变化。孵育后，可以进行其他方法，如代谢组学和 DNA 测序，以回答有关在毛细管中生长的微生物行为的其他问题。

winCF 系统是一种研究肺微生物组活性的新方法;对许多疾病很重要，包括 CF、COPD、哮喘等。