LIBS快速元素分析技术在微生物检测中的应用

2020/06/04   下载量： 0 次

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应用领域 生物产业
检测样本 其他
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参考标准 LIBS快速元素分析技术

本研究中，Lightigo团队应用LIBS技术，通过样品的原子发射谱线分析，对大肠杆菌、CCM4223金黄色葡萄球菌、CCM 4750金黄色葡萄球菌（MRSA -甲氧西林耐药）、CCM3953金黄色葡萄球菌- (MSSA-甲氧西林敏感)、葡萄球菌、假中间葡萄球菌，共6种细菌实现了快速自动检测和分类。

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LIBS技术，是当前唯一能够测量所有种类的样品、无须预处理、并且单次测量即可得到全部元素特别包括轻元素在内的“指纹”的光谱分析技术(Miziolek and others 2006)。LIBS可以实现微空间分辨率、低元素检测极限的实时快速测量，因此对于含特定特征元素的、形体非常微小的微生物识别和分类具有独到的优势。此外，菌落的颜色、质地、细胞的成分都会作用于激光脉冲激发时呈现的等离子体发射光谱，作为分类鉴定的依据（Lightigo团队，2018）。Sivakumar等人曾通过Mg、P、K、Na、Ca等关键元素的特征谱线峰值差异，判断大肠杆菌是否已经死亡；Multari等人曾通过LIBS技术在鸡肉、牛肉馅、蛋壳、莴苣、腊肠等食物上检测到致病性大肠杆菌；等等。

LIBS的微生物识别和分类技术，在土壤理化性质、土壤营养、植物表型、作物营养、食品质量检测、毒理学的实验研究中的应用迅速发展。

本研究中，Lightigo团队应用LIBS技术，通过样品的原子发射谱线分析，对大肠杆菌、CCM4223金黄色葡萄球菌、CCM 4750金黄色葡萄球菌（MRSA -甲氧西林耐药）、CCM3953金黄色葡萄球菌- (MSSA-甲氧西林敏感)、葡萄球菌、假中间葡萄球菌，共6种细菌实现了快速自动检测和分类。

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全部细菌样本的LIBS谱线数据中，Mg、Na、Ca都为其主元素谱线，呈现相近的谱线特征；其原因在于细菌细胞外膜中都含有Mg2+和Ca2+离子，从而具有相近的元素构成，例如下图的“CCM 4750金黄色葡萄球菌（MRSA -甲氧西林耐药）”样品的LIBS谱线：

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但是，各个样本的完整谱线“指纹”仍可以作为细菌样品的分类依据。仪器软件内置的PCA算法是实现样品分类可视化的最常用的分析工具，下图为LIBS谱线PC1 vs. PC2处理结果：

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可见，LIBS能够对细菌样品做出比较成功的分类。在此基础上，Lightigo团队结合Raman光谱数据，进一步提升了6类细菌样品分类的精确度（100%）：

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Lightigo的LIBS元素分析技术在细菌鉴定、检测和分类的应用中，是一种快速、便捷并且具有前景的分析方法。

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北京易科泰生态技术有限公司是由科学家创建并为科学家提供顶尖科技服务的高新技术企业，是Lightigo公司在中国的独家代理和技术咨询服务中心。为您提供LIBS检测和高光谱成像检测全套技术方案和技术咨询。易科泰生态技术公司在青岛、西安设有分公司，在全国各地设有办事处，北京总部设立有 EcoLab 实验室以提供实验研究合作、仪器技术培训等。


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