[發(fā)明專利]利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110825721.6
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113390853B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋一之;郄興旺;王敬開;林愷鋮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所;重慶國科醫(yī)創(chuàng)科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 賀杰

1.一種利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構(gòu)建細(xì)菌和真菌的拉曼光譜數(shù)據(jù)庫，獲取細(xì)菌和真菌的若干特征峰以及各特征峰對應(yīng)的拉曼位移，該拉曼光譜數(shù)據(jù)庫中包括有含有細(xì)胞色素C的細(xì)菌的拉曼光譜數(shù)據(jù)；

2)采集待測樣品的拉曼光譜；

3)采用以下方法A和B中的一種或是兩種相結(jié)合的方式，對待測樣品進(jìn)行細(xì)菌和真菌的鑒別：

所述方法A具體包括以下步驟：

A1、對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)基線校準(zhǔn)，以整個(gè)拉曼光譜曲線的最低點(diǎn)為基線y值；

采用自動(dòng)尋峰算法對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行尋峰操作，得到待測樣品的拉曼光譜中的所有波峰，構(gòu)成波峰集合Q；

A2、統(tǒng)計(jì)波峰集合Q中的所有波峰的拉曼位移出現(xiàn)在750±D、1128±D、1240±D、1480±D?cm^-1四個(gè)區(qū)間內(nèi)的情況，具體為：

若有波峰的拉曼位移出現(xiàn)在750±D?cm^-1，則將該區(qū)間的得分記為1，否則記為0；

若有波峰的拉曼位移出現(xiàn)在1128±D?cm^-1，則將該區(qū)間的得分記為1，否則記為0；

若有波峰的拉曼位移出現(xiàn)在1240±D?cm^-1，則將該區(qū)間的得分記為0，否則記為1；

若有波峰的拉曼位移出現(xiàn)在1480±D?cm^-1，則將該區(qū)間的得分記為0，否則記為1；

計(jì)算待測樣品的總得分S，S＝0.25a+0.25b+0.25c+0.25d，其中，a、b、c、d依次為750±D、1128±D、1240±D、1480±D?cm^-1四個(gè)區(qū)間的得分；

若總得分S＝1，則判斷待測樣品為真菌，否則判斷待測樣品為細(xì)菌；

所述方法B包括以下步驟：

B1、在待測樣品的拉曼光譜中提取拉曼位移在781cm^-1、1240cm^-1位置處的波峰和波谷的高度以及在1450cm^-1位置處的波峰高度，781cm^-1處的波峰和波谷高度分別記為H₇₈₁和L₇₈₁，1240cm^-1處的波峰和波谷高度分別記為H₁₂₄₀和L₁₂₄₀，1450cm^-1處的波峰高度記為H₁₄₅₀；

B2、計(jì)算相對峰高H_Δ，

B3、將相對峰高H_Δ與預(yù)先設(shè)定的分界閾值T進(jìn)行比較，從而鑒別待測樣品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法，其特征在于，所述步驟1)具體包括：

1-1)采用顯微拉曼光譜儀分別采集若干種細(xì)菌和真菌的拉曼光譜數(shù)據(jù)；

1-2)對于每一份拉曼光譜數(shù)據(jù)，通過基線校準(zhǔn)之后進(jìn)行歸一化處理，獲得拉曼光譜圖；

1-3)在細(xì)菌和真菌的拉曼光譜圖中選擇若干特征峰，并統(tǒng)計(jì)各特征峰對應(yīng)的拉曼位移，拉曼位移的位置至少包括750、781、1128、1240、1480、1450cm^-1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法，其特征在于，若總得分S＝0，則判斷待測樣品為不含細(xì)胞色素C的細(xì)菌，若總得分S＝0.5，則判斷待測樣品為含細(xì)胞色素C的細(xì)菌。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法，其特征在于，D＝10。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法，其特征在于，所述自動(dòng)尋峰算法為：在拉曼光譜曲線上，以連續(xù)的M個(gè)數(shù)值點(diǎn)為一個(gè)單元區(qū)域，找出該單元區(qū)域內(nèi)最高的y值對應(yīng)的峰作為該單元區(qū)域的波峰；設(shè)定尋峰區(qū)域?yàn)檎麄€(gè)拉曼光譜曲線的波長范圍，找出每個(gè)單元區(qū)域的波峰，記入粗選波峰集合Q₀中；篩選出粗選波峰集合Q₀中的最高波峰q_max，將粗選波峰集合Q₀中的峰高度不小于最高波峰q_max*N％的波峰保留，其余的波峰剔除，得到篩選后的波峰集合，即所述波峰集合Q。