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  • 單細胞拉曼光譜技術實現耐藥菌快速檢測

    近期,中科院蘇州生物醫學工程技術研究所(以下簡稱蘇州醫工所)研究團隊聯合浙江中醫藥大學等開展了單細胞拉曼光譜—重水標記聯用技術的伊麗莎白菌屬細菌快速藥敏檢測,相關研究文章發表于《微生物學前沿》。

    單細胞拉曼光譜(SCRS)是一種重要的單細胞生物技術,能夠在無標記、無損的前提下揭示細胞固有的化學組成,可用于表征細胞類型、生理狀態和細胞功能,因此在單細胞研究中有廣闊的應用前景。

    此前,研究團隊利用拉曼光譜—重水標記聯用技術開發了一種適用于血液和尿液標本的快速藥敏檢測方法(FRAST)用于檢測細菌的耐藥特性,相關研究成果發表于《分析化學》。其原理為:耐藥菌在抗生素作用下會持續代謝重水中的氘元素,通過顯微拉曼光譜可以檢測細菌代謝氘后在胞內合成的含有碳-氘化學鍵的生物大分子,從而使不依賴于培養的單細胞水平的快速藥敏檢測成為現實。新的研究在此基礎上,將這種方法的應用拓展到以伊麗莎白菌屬為代表的威克斯氏菌科病原菌。

    伊麗莎白菌屬細菌是非發酵革蘭陰性桿菌,廣泛存在于自然環境中,可引起腦膜炎、菌血癥、肺部感染等疾病。伊麗莎白菌雖然不止一種常見細菌,并且只有患基礎疾病、長期使用抗生素及免疫功能低下或缺陷等人群才容易感染,但是其對頭孢類、碳青霉烯類、氨基糖苷類等各種抗菌藥物均有很高的耐藥性,呈現多重耐藥,一旦感染則難以治療。因此研究伊麗莎白菌的耐藥特征,可以為臨床合理用藥有效控制感染提供依據。

    使用FRAST檢測伊麗莎白屬細菌耐藥的方法為:具有代謝活性的伊麗莎白菌代謝氘元素后,其拉曼光譜中的C-H特征信號有一部分偏移產生C-D信號,表現出明顯的拉曼峰,通過分析拉曼光譜中C-D峰和C-H峰的比值,即可判斷細菌在不同抗生素條件下的代謝活性,反映細菌藥敏情況。

    與此前的拉曼光譜—重水標記聯用技術研究相比,本次研究科研人員對該方法進行了優化,僅需檢測菌種的敏感、中介和耐藥的三個折點濃度下的代謝指數是否降至陰性對照的70%以下就能夠準確判斷耐藥菌的耐藥特征,縮短了藥敏報告時間。

    (資料來源:中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所)

    關鍵詞: 拉曼光譜 伊麗莎白 生物醫學工程

    來源:化工儀器網
    編輯:GY653

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