况中使用以设计正确的治疗。
[0143] 各实施方案还可用于研究药物或测检物对已感染病毒的宿主细胞的效应，对细胞 行为、细胞存活、细胞增殖、细胞生长和/或细胞分化的效应被用作对宿主细胞的病毒和测 检物的量和效应的读出。在此应用中，病毒优选地与已知能被感染的细胞放置在一起。因 此，对病毒颗粒以及对被感染宿主细胞的直接效应（例如细胞病变效应）可用于研究不同 浓度下的测检物的效应。
[0144] 作为研究药物对寄生生物的效应的一个实例，可使用感染寄生生物并且在流体装 置的3D培养基质中培养的人或小鼠红血细胞来研究疟疾寄生生物。于是可测试寄生生物 和红血细胞对一个或多个药物梯度的响应。
[0145] 在流体装置的培养室中的3D培养基质中培养微生物允许将微生物保持在至少部 分封闭的培养室的内部。这提供了对抗潜在有害微生物的保护并且保护3D培养基质中的 试验样本免于污染。
[0146] 实施方案的另一方面涉及（参见图16)测定微生物对测检物的响应的系统60。系 统60包括由图中的培养室10和侧接通道表示的流体装置。流体装置包括培养室10,培养 室10被构造成将微生物的培养物容纳在3D培养基质中。流体装置还包括侧接培养室10 的第一末端部分或侧面的第一流体通道和侧接培养室10的第二不同末端部分或侧面的第 二流体通道。系统60还包括第一流体贮存器（参见图8)，所述第一流体贮存器包含第一流 体，所述第一流体包含第一浓度的测检物。所述第一流体贮存器被构造成连接至所述第一 流体通道的输入。系统60还包括第二流体贮存器，所述第二流体贮存器包含第二流体，所 述第二流体不含测检物或包含低于第一浓度的第二浓度的测检物。所述第二流体贮存器被 构造成连接至所述第二流体通道的输入以在3D培养基质的至少一部分上形成测检物的浓 度梯度。
[0147] 系统60还包括基于计算机的系统62, 66,所述基于计算机的系统62, 66被配置成 获取3D培养基质的至少一个图像并对所述至少一个图像进行处理以鉴定3D培养基质中的 任意边界区相对于第一末端部分和/或第二不同末端部分的位置。此边界区在微生物显示 出对测检物的第一响应的第一响应区与微生物显示出对测检物的第二不同响应的第二响 应区之间。基于计算机的系统62, 66还被配置成基于边界区的位置来测定微生物对测检物 的响应。
[0148] 在图16中，基于计算机的系统62, 66已通过照相机或其他图像或信号捕获设备或 检测器66所例示。此照相机或检测器66优选地但非必须地连接至图中所示的显微镜68 或关于显微镜68布置以获取3D培养基质的照片。照相机66优选地连接至包括存储器的 计算机62,所述存储器被配置成存储图像数据和待被计算机62的处理单元执行的包含编 码方式的计算机程序。计算机程序于是被配置成例如基于检测到的光强度或检测到的荧光 来识别图像中边界区的位置以及任选的宽度和/或形状。计算机程序优选地还被配置成将 边界区的位置转换成本文先前所公开的测检物的浓度值或浓度值范围。
[0149] 系统60的任选屏幕64连接至计算机62以显示捕获图像（图17A或18A)，所述捕 获图像为经处理的图，其示出检测到的光强度或检测到的荧光与3D培养基质中的位置或 与测检物沿着浓度梯度（图17B或18B)和/或测定浓度或浓度范围的浓度的关系。
[0150] 实施方案的另一方面涉及流体装置用于测定微生物对测检物的响应的用途。流体 装置包括培养室，培养室被构造成将微生物的培养物容纳在3D培养基质中。所述流体装置 还包括第一流体通道，所述第一流体通道侧接所述培养室的第一末端部分并且被构造成运 载包含第一浓度的测检物的第一流体流。所述流体装置还包括第二流体通道，所述第二流 体通道侧接所述培养室的第二不同末端部分并且被构造成运载不含测检物或包含第二浓 度的测检物的第二流体流，所述第二浓度低于所述第一浓度，从而在3D培养基质的至少一 部分上形成测检物的浓度梯度。所述用途包括基于3D培养基质中的任意边界区相对于第 一末端部分和/或第二不同末端部分的位置来测定微生物对测检物的响应。所述边界区在 微生物显示出对测检物的第一响应的第一响应区与微生物显示出对测检物的第二不同响 应的第二响应区之间。
[0151] 实验
[0152] 实验1-氨苄青霉素
[0153] 在Luria肉汤（LB)平板上培养细菌菌株大肠杆菌K12 MG 1655。将大肠杆菌细 胞用磷酸盐缓冲盐水（PBS)稀释至〇D_= ο. 1，如通过MUUnsKAN_ FC微孔板光度 计（Thermo Scientific)所测量。将相同体积的含有0D6。。= 0. 1细胞的PBS与低熔点琼 脂糖混合在一起。用具有白色尖端的吸管吸取8 μ 1混合物并将该混合物注入微流体装置 CELLDIRECTOR.?Ruby(Gradientech AB)的培养室中，参见图20中的上部图块。将 微流体装置的流体通道输入连接至流体贮存器，所述流体贮存器包含Muelle-Hinton培养 基并且贮存器之一还包含20 μ g/ml氨苄青霉素。将把培养基抽吸到流体通道中的推进器 的速度设定为5 μ Ι/min并保持30分钟，然后设定为2 μ Ι/min并保持剩余的时间。
[0154] 将微流体装置放置在连接至电荷耦合器件（CCD)照相机的Eclipse TE2000 Nikon 倒置显微镜系统上。将微流体装置连接至恒温器，以将实验期间3D培养基质中的温度保持 在37°C。在本实验中使用2x物镜镜头，使得整个培养室在显微镜的视野中。在亮度和焦距 调整后，打开CCD照相机支持软件（1张照片/30秒）的慢速摄影。
[0155] 对照片进行裁剪以匹配培养室的选定的中央部分，参见图17A和18A中的黑色框。 使用图像处理软件从照片提取检测到的光强度数据。使用空间生长情况分布图来汇总灰度 值，即，与梯度方向垂直的所有线条的检测到的光强度值，其中梯度方向作为Y轴，浓度梯 度作为X轴。
[0156] 表示氨苄青霉素的MIC的显著点可见于此图表中。由光学强度表示的细胞生长速 率的图也如图17B中所示进行绘制。
[0157] 图17A示出接近其中氨苄青霉素浓度较低的宿流体通道的显著细胞生长。大肠杆 菌细胞对应于图中所看到的白色带。图17B示出细胞生长与氨苄青霉素浓度梯度的关系。 在此实验中MIC被测定为5 μ g/ml。图17C示出3D培养基质中形成的氨苄青霉素的浓度梯 度。
[0158] 请注意：在图17B中在10 μ g/ml附近观察到的顶点是由于3D培养基质中的撕裂。
[0159] 实验2-壮观霉素
[0160] 此实验按照实验1进行，不同之处在于将50 μ g/ml壮观霉素而非氨苄青霉素加入 流体贮存器之一中。结果在图18A-18C中示出。
[0161] 图18A和18B清楚地展示出与实验1(图17A和17B)相比更宽的边界。因此，此 实验表明壮观霉素在大肠杆菌细胞中存在抗性，而在实验1中未检测到对应的氨苄青霉素 抗性。
[0162] 图19示出3D培养基质中的不同位置随时间推移的平均灰度值，即，检测到的强度 以及从而细胞密度。这些不同的位置对应于0、12. 5、25、37. 5和50 μ g/ml壮观霉素的浓度。
[0163] 上述实施方案应被理解为本发明的少数示例性实例。本领域的技术人员将理解， 可在不脱离本发明的范围的情况下对实施方案作出各种修改、组合和改变。具体地讲，不同 实施方案中的不同部件方案可以其它构型组合，只要技术上可行即可。然而，本发明的范围 则由所附的权利要求书来限定。
[0164] 参考文献
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【主权项】
1. 一种测定微生物（6)对测检物的响应的方法，所述方法包括： (51) 在三维3D培养基质（2)中提供所述微生物（6)的培养物，所述3D培养基质（2) 布置在流体装置（1)的培养室（10)中，所述流体装置（1)具有侧接所述培养室（10)的第 一末端部分（12)的第一流体通道（20)和侧接所述培养室（10)的第二不同末端部分（14) 的第二流体通道（30); (52) 将所述第一流体通道（20)的输入（22)连接至包含第一浓度的所述测检物的第一 流体流； (53) 将所述第二流体通道（30)的输入（32)连接至不含所述测检物或包含第二浓度的 所述测检物的第二流体流，所述第二浓度低于所述第一浓度，从而在所述3D培养基质（2) 的至少一部分上形成所述测检物的浓度梯度；和 (54) 基于所述3D培养基质⑵中的任意边界区（5)相对于所述第一末端部分（12)和 /或所述第二不同末端部分（14)的位置来测定所述微生物（6)对所述测检物的响应，所述 任意边界区（5)在所述微生物（6)显示出对所述测检物的第一响应的第一响应区（3)与所 述微生物(6)显示出对所述测检物的第二不同响应的第二响应区（4)之间。2. 根据权利要求1所述的方法，其中（S4)测定所述响应包括（S4)基于所述3D培养基 质（2)中的所述任意边界区（5)相对于所述第一末端部分（12)和/或所述第二不同末端 部分（14)的所述位置以及基于所述边界区（5)的宽度来测定所述微生物（6