慢性铜绿假单胞菌肺部感染的囊性纤维化患者痰液样本中的O2和N2O显微特征

Unisense微电极系统以极高的定位精度（精度<10μm）和高空间分辨率测量了生物膜中的微剖面，从而获得有关微环境的有价值的信息。

Kolpen等（2014年）使用Unisense 氧气和一氧化二氮微电极来测量患有慢性铜绿假单胞菌感染的囊性纤维化患者的痰液样本中的微观特征。铜绿假单胞菌是囊性纤维化患者慢性肺部感染的主要原因，其中细菌以生物膜的形式聚集在肺中。尽管有积极的免疫反应和抗生素治疗，生物膜仍可以在患者的气道中保留数年。Kolpen等人在论文中的测量。提供了有关铜绿假单胞菌生物膜微环境和生长的新见解，这可能会导致新的治疗策略。

基于氧气和一氧化二氮微电极的测量结果，作者证明了慢性铜绿假单胞菌感染患者的痰样本由一个上部氧合区和一个下部缺氧区组成，位于距痰表面约3mm以下（图2）。细菌产生的氧化亚氮主要集中在缺氧较低的部分，最大中位浓度为41.8μM。在无感染的囊性纤维化患者的对照痰标本中发现氧化亚氮明显减少。氧化亚氮是反硝化过程中的一个中间产物，研究结果表明，在氧气缺乏的情况下，铜绿假单胞菌可以通过反硝化获得生长所需的能量。利用Unisense微电极获得高空间分辨率的氧气和氧化亚氮浓度梯度，探索了痰中的微环境，首次证实了囊性纤维化患者临床标本中氧化亚氮的产生。