بررسی میزان تولید بیوفیلم و تست های بیوفیلم
تشکیل بیوفیلم یک سبک زندگی جایگزین و متفاوت است که در آن میکروارگانیسم ها رفتاری چند سلولی را اتخاذ می کنند که بقای خود را در میزبان های مختلف محیطی تسهیل و یا طولانی می کند. بیوفیلم ها هم بر روی سطوح زیستی و غیرزستی و هم در محیط های بهداشتی تشکیل می شوند. در بخشهای بیمارستانی، تشکیل بیوفیلمها بر روی منافذ و تجهیزات پزشکی، عوامل بیماریزا را قادر میسازد تا بهعنوان ذخایری باقی بمانند که میتوانند به راحتی به بیماران سرایت کنند. در داخل میزبان، بیوفیلمها به پاتوژنها این امکان را میدهند تا سد دفاعی را تضعیف کنند و بنابراین ماندگاری طولانیمدتی داشته باشند. به عنوان مثال برخی از پاتوژن های مهم پزشکی (مانند سودوموناس آئروژینوزا که باعث عفونت های تنفسی فوقانی می شود) بیوفیلم ها را تشکیل می دهند. همواره استراتژیهایی برای ایجاد اختلال در تشکیل بیوفیلم در حال بررسی است. تشکیل بیوفیلم به ارگانیسمهای تک سلولی امکان میدهد تا سبک زندگی چند سلولی موقتی را در پیش بگیرند، که در آن «رفتار گروهی» بقا در محیطهای نامطلوب را تسهیل میکند.
در حوزه میکروبیولوژی، آنالیز بیوفیلم ها از طریق رقیق سازی سریال کشت برای شمارش تعداد واحدهای تشکیل دهنده کلنی (CFU) و یا استفاده از رنگ آمیزی کریستال ویوله همراه با اسپکتروفتومتری انجام می شود.
از میکروسکوپ نیز می توان برای تعیین یا تخمین پوشش سطحی و حجم کل بیوفیلم استفاده کرد.تکنیکهای میکروسکوپی مختلفی برای تجزیه و تحلیل بیوفیلمها وجود دارد، از جمله، طیفسنجی جرمی، میکروسکوپ الکترونی، میکروسکوپ اشعه ایکس و میکروسکوپ پروب روبشی(SPM:Scanning probe microscope) و …
در حال حاضر تعداد محدودی روش برای تشخیص تشکیل بیوفیلم توسط باکتری ها موجود است، روشهای مرسوم معمولاً همراه با رنگآمیزی (به عنوان مثال، آزمایش کریستال ویوله) و یا مشاهده با میکروسکوپ است. با این حال، رنگ آمیزی یک تکنیک زمانبر با مراحل متعدد شستشو است که ممکن است منجر به جدا شدن و از بین رفتن برخی باکتری ها شود. همچنین استفاده از تکنیک های میکروسکوپی دشوار است زیرا به مراحل مختلفی برای آماده سازی نمونه نیاز دارد.
همانطور که اشاره شد بیوفیلمهای میکروبی به دلیل مقاومت ذاتی آنها در برابر آنتیبیوتیکهای معمولی و روشهای ضدعفونی و قابلیت چسبیدن محکم بر روی سطوح و آلودگی مداوم، نگرانیهای جدی در صنایع بهداشتی، پزشکی و غذایی ایجاد کردهاند. این مسائل به شدت انگیزه محققان را برای توسعه روشهای جدید برای بررسی مراحل تشکیل بیوفیلم، درک پاسخ بیوفیلم با درمانهای شیمیایی و فیزیکی مختلف و شناسایی داروهای اختصاصی بیوفیلم افزایش میدهد.
به طور کلی طیف وسیعی از دستگاههای حسگر برای ارزیابی بیوفیلم به مبدلهای نوری، الکتروشیمیایی و مکانیکی متکی هستند. از سوی دیگر، پدیدههایی که در داخل ماتریکس بیوفیلم رخ میدهند باید با بررسی شاخصهای فیزیکوشیمیایی مانند سطح اکسیژن، pH، دما، یونها و مولکولهای زیستی خاص بررسی شوند. با توجه به ماهیت ناهمگون ساختار بیوفیلم، تکنیکهای سنجش خاص باید بر این اساس تعیین شوند.
تکنیک میکروفلویدیک(Microfluidic) نیز برای مطالعه تأثیر متغیرهایی مانند pH، سرعت جریان و دما بر تشکیل بیوفیلم با قابلیت تکرارپذیری و توان عملیاتی بالا مورد استفاده قرار گرفته است. این روش امکان مطالعه بیوفیلم ها را در یک محیط بسیار کنترل شده ارائه می دهد که می تواند برای تقلید از محیط های واقعی یا شرایط in vivo استفاده شود. این سیستمها گاهی اوقات میتوانند بهعنوان تکنیک های مستقل عمل کنند، اما اغلب نیاز به ادغام با روش های استاندارد ویژه بیوفیلم شامل میکروسکوپ کانفوکال(confocal microscopy)، واحدهای تشکیل کلونی (colony forming units)، یا سنجش رنگآمیزی کریستال ویوله دارند.
تشخیص بیوفیلم ها همچنان یک چالش است و هیچ پروتکل استانداردی برای چنین تشخیصی در زمینه بالینی وجود ندارد. علاوه بر این، برخی از روشهای پیشنهادی گران و به مقدار قابل توجهی زمانبرهستند و همچنین تعداد بالایی اپراتور آموزش دیده نیاز دارند. با این حال در سالهای اخیر، اسپکتروفتومتری جرمی به این منظور مورد استفاده قرار گرفته است.
