使用拉曼光谱法快速检测致病细菌

 
印度科学研究所(IISc)的研究人员已经开发出一种方法，可以快速识别和检查引起疾病的细菌是活的还是死的。
它使用拉曼光谱法，该技术通常用于识别材料中的化学键，识别细菌并检查其生存力或存活状态。
“这项研究的独特之处在于该方法的快速性和灵敏性，以及将其修改为用于诊断的床旁台式设备的潜力，”前博士学位的Srividya Kumar说。无机与物理化学系的学生，该研究的第一作者发表在《分析与生物分析化学》杂志上。
快速检测引起疾病的病原体或病原体，以及检查患者样本中是否还活着，这是治疗传染病的关键。识别病原体的生存力还可以帮助医生确定要处方的抗生素剂量，并减少可能导致抗生素耐药性的过量处方。
传染性细菌通常通过培养等技术来鉴定，方法是将它们培养在培养皿中的营养培养基上。大约需要两到三天的时间来追踪它们的生长并确认它们是死亡还是存活。此外，在实验室培养中难以生长的细菌通常无法通过常规方法检测到。诸如聚合酶链反应(PCR)等更复杂的方法可以创建微生物的遗传特征，但无法确定它是活的还是死的。
拉曼光谱在化学领域中被广泛使用以探测分子的结构。但是，在这项研究中，Kumar和她的同事们将此方法与先进的显微镜检查相结合，以检查细菌的存在。他们使用这种技术来检测在类似于痰液的样本培养基中是否存在结核菌(结核分枝杆菌)。他们还测试了包含其他五种微生物的样品。
研究人员使用显微光谱仪从样品上反射激光束，并以光谱形式捕获了样品散射的光，该光谱随细菌的生化成分而变化。每个细菌物种都会产生一个独特的光谱，该光谱具有特定的散射光强度和波长位置值，具体取决于细菌细胞内化学键的类型。该技术足够灵敏，即使是单个细菌细胞也能产生光谱。
在该技术中用于固定细菌的材料(称为底物)也至关重要，因为某些底物会给生化特征增加噪音。研究人员开发了一种中性的铝基薄膜基板，该基板不会产生可能干扰光谱的背景信号。
使用这种方法，研究人员不仅能够识别细菌，而且还能在样品收集后两到三个小时之内(由于两者的化学成分不同)区分活细菌细胞和死细菌细胞。
由于每种细菌都会产生独特的光谱，因此有可能最终建立可用于临床诊断的病原体数据库。
IISc分子生殖，发育和遗传学系副教授Deepak Saini说：“尽管我们已经验证了结核病的方法，但该方法可以扩展到任何类型的细菌感染。”研究。