抑菌圈（Automatic Zone of Inhibition，ZOI）是细菌学中常用的一个概念，指的是在一定条件下，感染性细菌生长所形成的周围清晰的无菌区域，抑菌圈（Automatic Zone of Inhibition，ZOI）的测定是抗菌研究的基石，对研究细菌感染和药物敏感性有着重要的意义。

英国SINGER公司在PIXL菌落高精度挑选工作站上开发了一款自动ZOI检测和分析功能，它使检测、筛选和挑选产生抗菌素的微生物菌落成为可能。

PIXL的ZOI模式(P-ZOI)是一种直观和高效的工具，可以准确地测量培养皿和SBS板上不同菌种的ZOI和菌落大小，P-ZOI测量的区域大小与手动测量相比有着显著的优势，比人工测量增强了数据可追溯性。综合特征指标的输出，可以与PIXL的自动精确挑菌能力结合使用，随着抗菌化合物发现，合成生物学和微生物生态学的应用，P-ZOI为用户提供了一个可靠易用的解决方案，以简化ZOI工作流程，改进数据采集，并加速下游工艺。

P-ZOI具有直观的用户体验，可指导用户运行抑菌圈程序，包括在PIXL中对90mm培养皿或SBS板进行成像(图1)。PIXL使用最先进的菌落ZOI检测算法对图像进行分割，以区分工具菌（对抗生素敏感）涂层，ZOI和菌落（产生抗生素），用户选择那些他们想要的菌落和区域，进行进一步分析或使用PIXL挑菌筛选程序。筛选程序可基于的参数，包括平板上菌落或抑菌圈的大小、颜色、临近度及其他特征，ZOI和菌落的量化指标可连同平板的原始图像和注释图像一起导出，用户可以使用PIXL挑菌工作站将感兴趣的菌落挑选到不同的平板上，以便在琼脂或液体培养基中进一步培养，或用于下游应用。

P-ZOI的软件灵活，可与用户特定需求相适应，照明条件、检测算法、筛选参数均可调节，可进行最优化的抑菌圈和群体检测。P-ZOI结合了先进的算法，能够检测菌落形态、工具菌涂层颜色和质地、ZOI大小和重叠ZOI等特征差异，这种适应性确保了在处理不同微生物或复杂实验条件时的可靠性(图2)。

P-ZOI可以检测直径为2至9mm抑菌圈内的中心菌落，并且可以检测直径为8至80mm的抑菌圈，与其他抑菌圈重叠(按半径计算)高达40%。 通过自动检测抑菌圈，PIXL无需人工测量，最大限度地减小人为误差，并具有更好的样品和分析数据之间的可追溯性。

[图2：P-ZOI可适用于一系列实验要求。(上图)在带有大肠杆菌涂层和中央菌落的90mm培养皿上自动进行抑菌圈和菌落测定，抑菌圈用黄色圈起来，菌落用红色圈起来，(上图)枯草芽孢杆菌涂层和大肠杆菌中心菌落在SBS板上的自动重叠区和菌落测定，重叠区域用黄色虚线突出显示，使用PIXL的中心性选项，筛选中心菌落，较小的、非中心的菌落被检测出来并用蓝色圈标注。]

P-ZOI输出的数据和图片，可供用户分析数据和发表文章使用（图3)，导出的数据包含特征参数的定量测量，如菌落和ZOI大小以及与其他特征，这些指标使用户能够进行统计分析，比较实验结果，并从他们的数据中获得有价值的信息。

与这些数据表一起，PIXL生成带注释的图像，这些图像可以与数据表交叉引用，注释后的图像可以导出，根据需要显示或隐藏菌落的ID、ZOI的ID或ZOI半径，这些图像作为视觉参考，促进结果共享和验证，并实现数据可追溯性，未注释的图像也可以导出，允许用户在第三方软件中进行自己的分析或注释。

[图3:P-ZOI导出数据用于下游应用，PIXL自动生成的带注释的ZOI板，图像中的标签对应于导出的表，其中包含可检测特征的测量值。]

使用PIXL挑取抑菌圈内的菌落

PIXL为研究人员提供了一种实用而有效的解决方案，可以选择生长在抑菌圈内的菌落，并将它们转移到不同的平板上进行进一步的实验。

使用PIXL，用户可以灵活地在抑菌圈内挑选菌落并将其转移到各种板格式，包括琼脂板、含有培养基或测定试剂的多孔或深孔板、或PCR板。

PIXL可靠地执行ZOI工作流程并简化下游应用程序

由于区域形状不规则，工具菌涂层和抑菌圈边界之间存在生长渐变，人工测量ZOI半径可能存在主观估测，因此不同用户在手动测量ZOI半径方面存在显著差异，标准差(SD)为0.5 mm。超过80%的PIXL的半径测量值在人工确定的平均半径的2 SD以内，PIXL的输出和人工测量值之间高度相似。

在ZOI工作流程中使用PIXL的一个重要好处是数据的存储和可追溯性，PIXL存储所有生成的数据，使研究人员能够轻松地追溯测量到特定区域或特定板上的菌落，该特性增强了数据管理，促进了结果验证和再现性，此外，PIXL的数据导出功能包括各种不容易用手动方法测量的指标，例如菌落和抑菌圈颜色、亮度、圆度以及与其他抑菌圈的重叠，这些全面的数据为用户提供了更多的机会来深入了解平板上微生物之间的相互作用。

使用PIXL执行ZOI工作流程的一个关键优势是，具有抑菌圈的菌落的下游处理通过自动挑菌变得更容易，PIXL精确地确定抑菌圈内菌落的位置，在默认条件下定位精度为0.13 mm(±0.05 SD)，这种精度使PIXL能够精确地挑选菌落并将它们转移到下游应用的新板上，通过自动化菌落挑选过程，PIXL节省了研究人员的时间和精力，并消除了人为错误的机会。

应用

PIXL ZOI模式具有广泛应用的潜力。

• 抗菌化合物发现工作流程

PIXL的ZOI模式可用于筛选微生物文库或环境样品，并分离产生针对目标微生物的抗菌化合物的菌落，例如，从土壤中提取的环境样本可以在目标微生物的涂层上进行筛选，培养后，PIXL的ZOI模式可用于检测和测量对目标微生物产生抗菌素的菌落周围的抑制区。

可以根据测量的菌落性质和抑制区(例如ZOI大小)对这些菌落进行优先排序，使用PIXL来挑选感兴趣的菌落进行下游处理，以加速对感兴趣的目标具有抗菌活性的微生物菌株的表征。

• 合成生物学和代谢工程工作流程

PIXL的ZOI模式可用于筛选基于菌落和抑菌圈测量特性的转基因菌株或突变文库，例如，可用于检测用于产生特定感兴趣化合物的菌落周围的抑制区，通过量化区域的大小和形状，用户可以识别具有最高抗菌活性的菌落，这些菌落可以用PIXL进行进一步的表征和优化，以加速微生物菌株的发展，提高生产能力。

• 微生物生态学工作流程

PIXL的ZOI模式还可以用来评估微生物群落内部的相互作用，帮助解开复杂的生态关系，例如，可用于研究从人类肠道分离的致病菌和共生菌之间的相互作用，通过分析琼脂平板上的抑制区，用户可以确定病原菌株对共生微生物的抑制效果，反之亦然。