[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110825721.6
• 申請(qǐng)日: 2021-07-21
• 公開（公告）號(hào): 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(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所;重慶國(guó)科醫(yī)創(chuàng)科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/65
• 分類號(hào): G01N21/65
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 賀杰

本發(fā)明公開了一種利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法，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(kù)，獲取細(xì)菌和真菌的若干特征峰以及各特征峰對(duì)應(yīng)的拉曼位移，該拉曼光譜數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)樣品的拉曼光譜；3)采用方法A和B中的一種或是兩種相結(jié)合的方式，對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行細(xì)菌和真菌的鑒別。本發(fā)明提供的細(xì)菌和真菌鑒別方法在單細(xì)胞水平對(duì)細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)，可以從單個(gè)細(xì)胞水平反應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)果，準(zhǔn)確率高，且不會(huì)出現(xiàn)假陽(yáng)性數(shù)據(jù)；本發(fā)明能夠成功將含細(xì)胞色素C的細(xì)菌與真菌明顯區(qū)別開來，進(jìn)一步的，在一些實(shí)施例中，還能夠區(qū)分含細(xì)胞色素C的細(xì)菌和不含細(xì)胞色素C的細(xì)菌。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物鑒別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

侵入性真菌疾病對(duì)人類健康構(gòu)成巨大威脅，尤其是對(duì)免疫力低下的人，如實(shí)體器官和骨髓移植患者、癌癥患者、艾滋病感染者和接受免疫調(diào)節(jié)劑治療的人等。真菌感染每年造成150多萬人死亡，影響超過10億人。真菌感染患者與細(xì)菌感染患者臨床表現(xiàn)常比較相似，但二者的治療策略完全不同。由于臨床病原菌感染中細(xì)菌感染的情況比真菌更為常見，因此微生物診斷方法通常首先考慮診斷細(xì)菌感染。在微生物診斷結(jié)果給出之前，經(jīng)驗(yàn)性治療也通常采用針對(duì)細(xì)菌感染的廣譜抗生素。這一現(xiàn)狀導(dǎo)致真菌感染患者的診斷合治療被極大延誤，嚴(yán)重威脅患者的生命健康。

現(xiàn)有的真菌檢測(cè)方法包括傳統(tǒng)方法和一些新興的快速檢測(cè)方法。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法有培養(yǎng)、顯微鏡直接觀察和病理學(xué)觀察。顯微鏡和病理學(xué)觀察的方法比較簡(jiǎn)單，但這兩種方法需要較高特定真菌訓(xùn)練水平的人員。目前培養(yǎng)法仍是真菌感染的金標(biāo)準(zhǔn)，可以比較測(cè)得非常準(zhǔn)確的結(jié)果，但這種方法需要較長(zhǎng)的培養(yǎng)時(shí)間，有些絲狀真菌甚至需要幾天時(shí)間的培養(yǎng)，可能會(huì)耽誤侵入性真菌的早期診斷，影響真菌感染的治療。新興的方法包括基于PCR的分子診斷方法和抗原檢測(cè)等方法。這些方法不基于傳統(tǒng)表型分析，可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)侵入真菌的快速檢測(cè)。但這些方法也仍有不足，對(duì)技術(shù)要求高且對(duì)外部污染極度敏感非常容易出現(xiàn)假陽(yáng)性，影響判斷。為克服這些問題，現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了基于拉曼檢測(cè)的方法，例如專利202010531059.9，公開了一種利用拉曼光譜快速鑒別細(xì)菌和真菌的方法，其通過采集樣品的拉曼光譜來進(jìn)行鑒別。但該方法存在以下不足：1、該方法中沒有考慮到含有細(xì)胞色素C的細(xì)菌的鑒別，當(dāng)引入含細(xì)胞色素C的細(xì)菌后，該方法無法將含細(xì)胞色素C的細(xì)菌與真菌明顯區(qū)別開來；2、其通過肉眼直接進(jìn)行峰形判斷是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模?、選取的樣本來自華山醫(yī)院抗生素研究所，菌種的特定來源使其他人很難對(duì)其結(jié)果進(jìn)行重復(fù)實(shí)施。

所以，現(xiàn)在有必要提供一種更為可靠的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法及系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種利用拉曼光譜鑒別細(xì)菌和真菌的方法，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(kù)，獲取細(xì)菌和真菌的若干特征峰以及各特征峰對(duì)應(yīng)的拉曼位移，該拉曼光譜數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)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(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行細(xì)菌和真菌的鑒別：

所述方法A包括以下步驟：

A1、采用自動(dòng)尋峰算法對(duì)待測(cè)樣品的拉曼光譜進(jìn)行尋峰操作，得到待測(cè)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，從而鑒別待測(cè)樣品；

所述方法B包括以下步驟：