共聚焦显微拉曼光谱技术在病原微生物快速检测中的研究

发布时间：2020-09-28 13:05

　　目的:传统的临床微生物检测方法需要24~48小时,大大降低了临床微生物学实验室对病原微生物快速检测和鉴定的有效性。同时,对微生物实验室工作人员的工作经验、操作技能和专业知识要求极高。此外,近年来由于广谱抗菌药物的滥用,临床病原微生物的耐药率逐年增加。这些都将导致在疾病的感染早期不能选择合适的治疗方法而使疾病初始治疗不足。因此,快速检测和鉴定临床病原微生物对疾病的发病率、死亡率和患者的住院时间有重要的影响。在临床医学中,迅速有效地识别出病原菌的能力受到了高度重视,但这仍然是临床微生物学实验室面临的挑战。近年来,拉曼光谱技术因其快速、灵敏、无标记、无创、受水干扰小等独特优势,在生物和医学领域不断出现新的拓展。本文应用共聚焦显微拉曼光谱技术检测和鉴定临床病原微生物,探讨其在临床病原微生物快速检测中的应用价值。方法:(1)利用共聚焦显微拉曼光谱对过夜培养的10株标准纯菌株进行检测,包括革兰阴性菌:大肠埃希菌(ATCC 25922)、鲍曼不动杆菌(ATCC 19606)、肺炎克雷伯菌(ATCC 700603);革兰阳性菌:金黄色葡萄球菌(ATCC 25923)、苏云金芽孢杆菌(ATCC 10792)、蜡样芽孢杆菌(ATCC 1778)、枯草芽孢杆菌(ATCC6633);真菌:白色念珠菌(ATCC 10231)、热带念珠菌(ATCC 750)、光滑念珠菌(ATCC 64677);(2)将鲍曼不动杆菌(ATCC 19606)和大肠埃希菌(ATCC700603)等比例混合过夜培养,应用共聚焦显微拉曼光谱对混合培养物进行检测分析;(3)将实验中获得的拉曼光谱联合主成分分析(principal component analysis,PCA)和层次聚类分析(hierarchical cluster analysis,HCA)多变量化学计量学方法进行分析。结果:1.应用共聚焦显微拉曼光谱技术可快速获得革兰阴性菌(大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌)、革兰阳性菌(苏云金芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌)及真菌(白色念珠菌、光滑念珠菌、热带念珠菌)的拉曼特征锋,光谱之间可以通过肉眼进行区分。2.同一种病原菌种内之间通过多变量化学计量学方法分析获得了很好的区分。同时,实验中的革兰阳性菌、革兰阴性菌和真菌的拉曼光谱之间实现了良好的聚类。3.拉曼光谱技术对混合菌的检测也显示出了独特的优势,对大肠埃希菌和鲍曼不动杆菌的混合培养物实现了良好的鉴定。结论:应用共聚焦显微拉曼光谱技术检测和鉴定病原微生物,可获得单个细胞的拉曼光谱。将拉曼光谱技术与多变量化学计量学分析方法结合,使10种病原菌获得了很好的分类。共聚焦显微拉曼光谱技术对临床病原微生物的快速检测具有很好的应用前景。
【学位单位】：大连医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R446.5
【部分图文】：

拉曼光谱仪,单个细胞,检测结果

共聚焦显微拉曼光谱仪对单个细胞的检测

【参考文献】