[發明專利]鑒定微生物的方法及其系統

在審

• 申請號: 202111464782.0
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114196725A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 張興;劉錦濤;樊傲然;張玉針;張曉宇;王海東;馬維剛
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12Q1/04
• 分類號: C12Q1/04;C12N1/20;C12M1/34;C12M1/42;C12M1/36;C12M1/00;C12R1/125;C12R1/225;G01N21/65;G01N27/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙麗婷

本發明涉及一種鑒定微生物的方法及其系統。該方法包括：將含有待測微生物的菌液導入初步鑒定裝置的第一檢測通道中，向第一檢測通道的側壁上施加電壓并記錄電壓信號，基于電壓信號變化，判斷待測微生物是否團聚，收集未發生團聚的微生物；將未發生團聚的微生物導入拉曼鑒定裝置的第二檢測通道中，向第二檢測通道發射激光并記錄拉曼信號，基于拉曼信號繪制光譜圖，將光譜圖與已知微生物的光譜圖進行比對分析，確定待測微生物的類型。該方法可對菌液中的單個微生物進行分選和鑒定，以便篩選出目標微生物后進行靶向培養，具有提升培養效率、實現特異性培養和降低成本等優點，并為微生物研究及未來診療提供新模式。

技術領域

本發明涉及微生物鑒定領域，特別涉及到一種鑒定微生物的方法及其系統。

背景技術

微生物是國家戰略性資源，人體寄居的微生物種類達數千種、微生物數量達百萬億，研究微生物健康相關性及其診療應用具有深遠意義，但諸多微生物特性仍舊未知，亟待研究。然而，傳統的微生物研究方法主要是在培養后鑒定微生物，微生物生存條件復雜，常規培養手段下，近80％細菌未成功培養，無法進入到后續的微生物鑒定環節，進而研究其影響機理。

因此，亟需一種新的微生物鑒定培養技術。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決現有技術中存在的技術問題至少之一。為此，本發明提供了一種鑒定微生物的方法及其系統，本發明可實現對樣品中微生物進行進行實時原位鑒定、高通量智能自動篩選和鑒定，以便得到目標微生物。

需要說明的是，本發明是基于發明人的下列工作而完成的：

現有的培養技術中，初代技術選用“培養-鑒定”技術路線，利用固體培養基分離單克隆再進行生化鑒定，要求低但費時費力，不能完全鑒定未知菌。為了改進初代技術，研究者利用質譜對單克隆先篩選再選擇性測序，形成“培養-篩選-鑒定”培養組技術路線，一定程度上提高了分離效率，但未突破第一代無法實現未培養菌鑒定的瓶頸，且需大量人力時間成本，自動化程度較低，難實現厭氧菌自動化培養。

基于此，發明人提供一種“鑒定-篩選-培養”技術路線，發明人通過微流控通道，可獲得菌液中的單個微生物，然后采用拉曼光譜對單個微生物進行實時原位鑒定、高通量智能自動鑒定和篩選，篩選出目標微生物后，根據鑒定結果靶向匹配最優培養條件對目標微生物進行培養，該方法具有提升培養效率、實現特異性培養、降低成本等優點，可為微生物研究及未來診療提供新模式。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種鑒定微生物的方法。根據本發明的實施例，所述方法包括：(1)將含有待測微生物的菌液導入初步鑒定裝置的第一檢測通道中，向所述第一檢測通道的側壁上施加電壓并記錄電壓信號，基于電壓信號變化，判斷所述待測微生物是否團聚，收集未發生團聚的微生物；(2)將所述未發生團聚的微生物導入拉曼鑒定裝置的第二檢測通道中，向所述第二檢測通道發射激光并記錄拉曼信號，基于所述拉曼信號繪制光譜圖，將所述光譜圖與已知微生物的光譜圖進行比對分析，確定所述待測微生物的類型。

采用上述方法，基于微生物的電壓信號變化，判斷待測微生物是否團聚，然后對未發生團聚的微生物進行實時原位、且高通量智能自動鑒定，并將鑒定結果與已知微生物的光譜圖進行分析，確定微生物的類型，以便篩選出目標微生物，并且，后續可將目標微生物直接進行靶向培養，以提升培養效率和實現特異性培養，具有降低成本等優點，可為微生物研究及未來診療提供新模式。

根據本發明的實施例，所述方法還可以進一步包含如下附加技術特征的至少之一：

根據本發明的實施例，進行步驟(1)之前，預先將所述菌液進行稀釋處理。

根據本發明的實施例，進行步驟(2)之后，將已確定類型的待測微生物進行培養。

根據本發明的實施例，所述施加電壓是通過所述第一檢測通道側壁上的電極對實施的。