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LIBS快速元素分析技術在微生物檢測中的應用

瀏覽次數:1345 發布日期:2020-6-4  來源:北京易科泰生態技術有限公司

LIBS技術,是當前唯一能夠測量所有種類的樣品、無須預處理、并且單次測量即可得到全部元素特別包括輕元素在內的“指紋”的光譜分析技術(Miziolek and others 2006)。LIBS可以實現微空間分辨率、低元素檢測極限的實時快速測量,因此對于含特定特征元素的、形體非常微小的微生物識別和分類具有獨到的優勢。此外,菌落的顏色、質地、細胞的成分都會作用于激光脈沖激發時呈現的等離子體發射光譜,作為分類鑒定的依據(Lightigo團隊,2018)。Sivakumar等人曾通過Mg、P、K、Na、Ca等關鍵元素的特征譜線峰值差異,判斷大腸桿菌是否已經死亡;Multari等人曾通過LIBS技術在雞肉、牛肉餡、蛋殼、萵苣、臘腸等食物上檢測到致病性大腸桿菌;等等。
 

LIBS的微生物識別和分類技術,在土壤理化性質、土壤營養、植物表型、作物營養、食品質量檢測、毒理學的實驗研究中的應用迅速發展。
 

本研究中,Lightigo團隊應用LIBS技術,通過樣品的原子發射譜線分析,對大腸桿菌、CCM4223金黃色葡萄球菌、CCM 4750金黃色葡萄球菌(MRSA -甲氧西林耐藥)、CCM3953金黃色葡萄球菌- (MSSA-甲氧西林敏感)、葡萄球菌、假中間葡萄球菌,共6種細菌實現了快速自動檢測和分類。

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全部細菌樣本的LIBS譜線數據中,Mg、Na、Ca都為其主元素譜線,呈現相近的譜線特征;其原因在于細菌細胞外膜中都含有Mg2+和Ca2+離子,從而具有相近的元素構成,例如下圖的“CCM 4750金黃色葡萄球菌(MRSA -甲氧西林耐藥)”樣品的LIBS譜線:
 

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但是,各個樣本的完整譜線“指紋”仍可以作為細菌樣品的分類依據。儀器軟件內置的PCA算法是實現樣品分類可視化的最常用的分析工具,下圖為LIBS譜線PC1 vs. PC2處理結果:
 

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可見,LIBS能夠對細菌樣品做出比較成功的分類。在此基礎上,Lightigo團隊結合Raman光譜數據,進一步提升了6類細菌樣品分類的精確度(100%):
 

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Lightigo的LIBS元素分析技術在細菌鑒定、檢測和分類的應用中,是一種快速、便捷并且具有前景的分析方法。
 

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北京易科泰生態技術有限公司是由科學家創建并為科學家提供頂尖科技服務的高新技術企業,是Lightigo公司在中國的獨家代理和技術咨詢服務中心。為您提供LIBS檢測和高光譜成像檢測全套技術方案和技術咨詢。易科泰生態技術公司在青島、西安設有分公司,在全國各地設有辦事處,北京總部設立有 EcoLab 實驗室以提供實驗研究合作、儀器技術培訓等。

發布者:北京易科泰生態技術有限公司
聯系電話:18210150760
E-mail:sales@eco-tech.com.cn

標簽: 細菌 LIBS
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