LIBS快(kuai)速元(yuan)素(su)分析技術在微(wei)生(sheng)物檢(jian)測(ce)中的(de)應用

LIBS技術，是當前*份能(neng)夠(gou)測(ce)量(liang)所(suo)有種類的(de)樣(yang)品(pin)、無(wu)須(xu)預處理、並(bing)且(qie)單(dan)次測(ce)量(liang)即(ji)可(ke)得到(dao)全部元(yuan)素(su)特別包(bao)括(kuo)輕(qing)元(yuan)素(su)在(zai)內(nei)的(de)“指(zhi)紋(wen)”的(de)光(guang)譜(pu)分析技術(Miziolek and others 2006)。LIBS可以實現微空間分辨(bian)率、低(di)元(yuan)素(su)檢(jian)測(ce)極(ji)限的(de)實時快(kuai)速測(ce)量(liang)，因(yin)此對(dui)於(yu)含(han)特定特征元(yuan)素(su)的(de)、形(xing)體(ti)非(fei)常(chang)微小(xiao)的(de)微(wei)生(sheng)物識(shi)別和(he)分類具(ju)有獨(du)到(dao)的(de)優(you)勢(shi)。此(ci)外(wai)，菌(jun)落的(de)顏(yan)色(se)、質(zhi)地(di)、細(xi)胞的(de)成(cheng)分都(dou)會(hui)作(zuo)用於(yu)激光(guang)脈(mai)沖(chong)激發(fa)時(shi)呈(cheng)現(xian)的(de)等(deng)離(li)子體(ti)發(fa)射(she)光譜(pu)，作(zuo)為(wei)分類鑒定的(de)依(yi)據(ju)（Lightigo團隊，2018）。Sivakumar等(deng)人(ren)曾(zeng)通(tong)過(guo)Mg、P、K、Na、Ca等(deng)關(guan)鍵(jian)元(yuan)素(su)的(de)特征譜(pu)線(xian)峰(feng)值差(cha)異，判斷大腸(chang)桿(gan)菌是否已(yi)經(jing)死(si)亡(wang)；Multari等(deng)人(ren)曾(zeng)通過(guo)LIBS技術在雞(ji)肉(rou)、牛(niu)肉(rou)餡(xian)、蛋殼、萵(wo)苣(ju)、臘腸(chang)等(deng)食(shi)物上檢測(ce)到(dao)致病(bing)性(xing)大腸(chang)桿(gan)菌；等(deng)等(deng)。

LIBS的(de)微(wei)生(sheng)物識(shi)別和(he)分類技術，在土(tu)壤理化性(xing)質、土(tu)壤營(ying)養、植(zhi)物表型(xing)、作(zuo)物營(ying)養、食(shi)品(pin)質量(liang)檢(jian)測(ce)、毒(du)理學(xue)的(de)實驗研究中(zhong)的(de)應用迅(xun)速發(fa)展(zhan)。

本(ben)研究中(zhong)，Lightigo團隊應用LIBS技術，通過(guo)樣品(pin)的(de)原(yuan)子發(fa)射(she)譜(pu)線(xian)分析，對(dui)大腸(chang)桿(gan)菌、CCM4223金黃(huang)色(se)葡(pu)萄球菌(jun)、CCM 4750金黃(huang)色(se)葡(pu)萄球菌(jun)（MRSA -甲氧西林耐藥）、CCM3953金(jin)黃(huang)色(se)葡(pu)萄球菌(jun)- (MSSA-甲氧西林敏感(gan))、葡(pu)萄球菌(jun)、假中(zhong)間(jian)葡(pu)萄球菌(jun)，共6種細(xi)菌實現了快(kuai)速自(zi)動檢(jian)測(ce)和(he)分類。

全部細(xi)菌樣(yang)本(ben)的(de)LIBS譜(pu)線(xian)數據(ju)中，Mg、Na、Ca都(dou)為(wei)其(qi)主(zhu)元(yuan)素(su)譜(pu)線(xian)，呈(cheng)現(xian)相(xiang)近的(de)譜(pu)線(xian)特征；其(qi)原(yuan)因(yin)在於(yu)細(xi)菌細(xi)胞外(wai)膜(mo)中(zhong)都(dou)含有Mg2+和(he)Ca2+離(li)子，從(cong)而具(ju)有相(xiang)近的(de)元(yuan)素(su)構成，例如下(xia)圖的(de)“CCM 4750金(jin)黃(huang)色(se)葡(pu)萄球菌(jun)（MRSA -甲氧西林耐藥）”樣(yang)品(pin)的(de)LIBS譜(pu)線(xian)：

但(dan)是，各(ge)個(ge)樣(yang)本(ben)的(de)完(wan)整(zheng)譜(pu)線(xian)“指(zhi)紋(wen)”仍可(ke)以作(zuo)為(wei)細(xi)菌樣(yang)品(pin)的(de)分類依據(ju)。儀(yi)器(qi)軟件(jian)內(nei)置(zhi)的(de)PCA算法是(shi)實現樣品分類可視(shi)化的(de)常(chang)用的(de)分析工具(ju)，下(xia)圖為(wei)LIBS譜(pu)線(xian)PC1 vs. PC2處(chu)理結果(guo)：

可(ke)見(jian)，LIBS能(neng)夠(gou)對(dui)細(xi)菌樣(yang)品(pin)做(zuo)出(chu)比(bi)較成(cheng)功的(de)分類。在此(ci)基(ji)礎(chu)上，Lightigo團隊結合(he)Raman光(guang)譜(pu)數據(ju)，進壹(yi)步提(ti)升了6類細(xi)菌樣(yang)品(pin)分類的(de)精(jing)確度(du)（100%）：

Lightigo的(de)LIBS元(yuan)素(su)分析技術在細(xi)菌鑒(jian)定、檢(jian)測(ce)和(he)分類的(de)應用中(zhong)，是壹種快(kuai)速、便(bian)捷(jie)並且(qie)具(ju)有前(qian)景(jing)的(de)分析方法。

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