-
Электронная почта
yuanyuan.liu@insaoptics.com
-
Телефон
15000590832
-
Адрес
Шанхай, район Цинпу, Huazhi Road 1388
Yingsa Optical Instrument (Shanghai) Co., Ltd
yuanyuan.liu@insaoptics.com
15000590832
Шанхай, район Цинпу, Huazhi Road 1388
Применение инфракрасного спектра Фурье (FT - IR) в микробиологическом тестировании в основном достигается путем анализа характеристик инфракрасного поглощения компонентов микроорганизмов. Идея применения инфракрасного спектра к микробиологии использует тот факт, что все биологические молекулы в клетках могут быть активированы путем поглощения инфракрасного излучения. Поскольку эти молекулы имеют одну связь и каждая молекула имеет различную структуру, каждая молекула получает характерный спектр поглощения отпечатков пальцев. Хотя бактерии представляют собой очень сложную систему, состоящую из множества различных типов молекул, они значительно различаются по структуре, функциям и составу. Подобно тому, как отдельные молекулы производят определенные спектральные закономерности, различные типы бактерий также производят определенные спектральные отпечатки пальцев.
Поскольку инфракрасная спектрограмма микроорганизмов представляет собой спектральную карту клеточных компонентов, показывающую широкие пики, контуры, химическая информация похоронена в контурах, хотя основные пики поглощения могут быть отнесены, но для идентификации микроорганизмов полное структурное подтверждение невозможно, поэтому необходимо использовать методы химиометрии для достижения различия и идентификации.

FTIR также может быть идентифицирован на уровне видов и даже штаммов, сравнивая неизвестный спектр со спектром референтной библиотеки. В отличие от других микробиологических методов, метод FT - IR требует только одного этапа культивирования, измерения и оценки без расходных материалов или реагентов, а измерение и идентификация образца занимает всего 1 минуту.
Подготовка, измерение и оценка образцов
* 1 - Микробиологический отбор проб: поскольку многие микроорганизмы могут многократно расти на пластинах агара, первым шагом является поиск правильных условий для культивирования. Простая и распространенная технология выращивания клеток на планшетах агара позволяет легко готовить образцы. Например, бактерии культивируются в квадранте разной плотности клеток на пластине агара в течение 16 - 24 часов, что дает очень надежные результаты. Микробы собираются только из третьего квадранта. Исследование показало, что ключом к успеху метода является стандартизация условий сбора и последовательность роста бактерий на пластинах агара. Также могут быть сделаны некоторые улучшения (например, переход на жидкую среду или изменение времени / температуры культивирования). Однако необходимо обеспечить, чтобы все измерения проводились в одинаковых условиях для получения достоверных результатов.
2 - Методы бактериометрии: Методы, используемые для идентификации микроорганизмов, требуют простоты и высокой повторяемости. Когда микробный раствор медленно высыхает, микробные клетки производят твердые биологические мембраны. Оптимизируя этот процесс, была получена простая в эксплуатации процедура подготовки образцов, которая удовлетворяет требованиям к воспроизводимости для инфракрасных измерений. Инфракрасный свет проникает в биологические мембраны и поглощается различными молекулярными частями, присутствующими в клетках, создавая химические отпечатки пальцев, характерные для каждого из измеренных штаммов.
Создание библиотеки
Что касается микробиологической идентификации FT - IR, то нас больше всего беспокоит точность результатов, ключ к которой зависит от качества референтной спектральной библиотеки. Спектральная библиотека микроорганизмов отличается от общей, и для обеспечения надежности результатов необходимо создать систематизированную библиотеку в стандартизированных условиях.
Во - первых, необходимо обеспечить многократное культивирование микроорганизмов. Культивная среда, условия культивирования (например, время, температура) и предварительная обработка образцов оказывают влияние на инфракрасный спектр, поэтому эти условия требуют создания стандартизированных рабочих протоколов.
Во - вторых, на инфракрасную спектрограмму влияют неоднородность и изменчивость в процессе предварительной обработки образцов (например, количество образцов, сухость мембраны и т.д.), а также измерительные факторы (например, рассеяние света, вызванное частицами образца). Поэтому для обеспечения воспроизводимости инфракрасной спектрограммы требуется несколько измерений одного и того же образца.
В - третьих, достоверность неизвестных образцов, идентифицированных в инфракрасном диапазоне, основана на достоверности спектральной библиотеки референцного спектра. Поэтому эталонные штаммы должны быть идентифицированы с помощью надежных методов. В противном случае неправильная информация в спектральной библиотеке может привести к отклонению окончательных результатов экспертизы. Объединение нескольких значительных спектральных областей позволяет создать базу данных известных штаммов бактерий. Чтобы классифицировать и идентифицировать неизвестные бактерии, спектральная информация сравнивается со справочной базой данных известных бактерий, показывая микроорганизмы, чьи спектральные модели соответствуют неизвестным штаммам. Сходство спектров различных микроорганизмов также может быть графически описано в виде древовидных карт.
Общее сравнение неизвестных штаммов с базой данных
На дендритной карте спектр неизвестного штамма демонстрирует высокую сходство с спектром псевдомоноцитов. Для идентификации спектры неизвестных бактерий можно сравнить с существующими библиотеками и показать сходство по среднему значению жизни. Оба псевдомоноцита имеют более низкие показатели попадания, что подтверждает, что неизвестный штамм является псевдомоноцитом. Показатели попадания флуоресцентных псевдомоноцитов ниже пороговых значений для этой группы. Это указывает на то, что неизвестные штаммы принадлежат к флуоресцентным псевдомоноцитам. Для дальнейшей идентификации на уровне штамма неизвестные штаммы псевдоодноклеточных бактерий должны быть сопоставлены со справочной базой данных (подмножеством), содержащей только спектры псевдоодноклеточных бактерий.
Примеры применения
• Тестирование на бактерии, загрязненные лекарственными средствами: можно быстро идентифицировать шесть типов контролируемых бактерий, таких как эхиобактерия толстой кишки и золотистый стафилококк, время обнаружения сокращается до 3 часов. А
• Микробиологические исследования полости рта: Классификация 50 штаммов полости рта, характеризующихся пиковыми областями поглощения 3000 - 2800cm ⁻ 1, 1500 - 1400cm ⁻ 1, 1200 - 900 cm ⁻ 1, результаты кластеризации в значительной степени согласуются со стандартными штаммами. А
Резюме:
FTIR предоставляет быстрый, высокопроизводительный, неразрушающий (не повреждающий и не изменяющий образцы), экологически чистый, экономичный и экономичный инструмент для дифференциации штаммов микроорганизмов, что делает его идеальным для различных применений в пищевой микробиологии, эпидемиологии и клинической диагностике.
Следующая статья:Испытание скорости отверждения УФ - клея в инфракрасном спектре