当前,逐渐增强的细菌耐药性已成为全球性的公共健康问题。耐药性细菌感染不仅会延长治疗周期和增加治疗花费,还会显著增加病死率。造成细菌耐药性增强的一个重要原因是抗生素滥用,因此合理使用抗生素成为了一个迫在眉睫的问题。临床工作中通过抗生素敏感性测试（Antimicrobial Susceptibility Testing,AST）来指导抗生素的选择。但是,常规AST方法普遍存在测试时间较长的问题,难以满足临床需求,在现实临床工作中细菌感染治疗仍无法摆脱经验性用药,这导致AST的价值无法充分体现。因此,发展一种快速、准确的AST方法对于细菌感染类疾病的治疗具有重要意义。本研究基于液滴数字化显色分析（Droplet Digital Chromogenic Assay,DDCA）体系实现快速、准确的AST,旨在将临床检验周期缩短至数小时并提供准确的药敏结果。研究内容与结果如下:1.液滴微流控芯片的设计与加工。芯片采用PDMS-玻璃结构,包含6个辐射状排列的平行分析单元,每个单元包括液滴发生器和液滴储存池。在注射器真空驱动下,该芯片可生成体积约30 p L的油包水型液滴,均一性良好CV＜5%。采用1720电子涂层剂疏水化处理芯片表面,并以石蜡油/3%（w/w）ABIL EM90表面活性剂作为油相、MH肉汤/0.15%（w/v）琼脂糖作为水相生成液滴,可使液滴在孵育过程中保持良好的稳定性。该芯片为DDCA体系的建立提供了技术平台。2.DDCA体系的构建。建立了DDCA工作流程,包括样品制备、样品分散、显色反应、终点分析。发展了液滴自动分析程序用于终点分析,以获取液滴体积和阳性液滴比例,并基于泊松分布算法实现细菌定量。这一程序缩短了数据处理时间并提高了结果获取的客观性。此外,利用该程序优化刃天青显色反应时间为4 h。3.DDCA体系的优化。利用数学模型分析了体系参数（样本浓度、液滴体积、液滴数量）对于定量特性（精度、灵敏度、动态范围）的影响。根据实际需求,利用数学模型确定了最佳的液滴分散体系规模（n=40000,V=30 p L）、最佳的输入菌密度（5.30×10~7CFU/m L）和适用的样本菌密度范围（9.64×10~4～3.52×10~8CFU/m L）。利用优化后的DDCA体系进行系列梯度密度细菌定量,验证了该体系的可靠性;4.尿路感染样本免分离培养的快速AST。基于75例临床分离菌株建立了AST判定标准:抑菌率＞80.49%判定为敏感;抑菌率＜28.77%判定为耐药;抑菌率为28.77～80.49%时判定为中介。通过二步过滤操作,用5μm和0.45μm微孔滤膜直接从尿液样本中收集细菌,显著缩短了样本制备时间（20 min vs.24 h）。为评价该方法的应用性能,分析对照了39例临床尿液样本,结果表明该方法可在4.5 h内完成全流程操作,分类一致率为89.7%（35/39）。综上所述,本研究发展的AST方法将整个周期从传统方法的2-3天缩短至4.5小时,可在当天获得细菌对抗生素的敏感/中介/耐药结果,具有适应现场快速诊断的潜力,有望广泛应用于微生物学和医学诊断,推进感染性疾病诊断和治疗水平的提高。