美海军研究人员利用拉曼光谱鉴定人血清中的细菌
美国军队中战斗伤亡感染性并发症的比例约为35%。在战场上细菌试剂的早期诊断对受伤士兵的生存和照顾是至关重要的。适用于现场条件的诊断能力的进步有助于预防感染性并发症。
美国圣安东尼奥海军医学研究院(NAMRU-SA)的科学家正在研究新技术和平台以快速和有效的进行传染性病原体的诊断。
NAMRU-SA生物工程师和博士后研究员Christian N. Kotanen博士拿着一台电池供电的手持拉曼光谱仪，这台光谱仪可以在不到一分钟的时间内显示传染性病原体的生物分子“指纹”。
一种被称为表面增强拉曼散射光谱(SERS)的技术，能生成如细菌和病毒等微生物唯一的生物分子“指纹”光谱。
“研究人员最终是希望看到一个具有完整功能的生物传感器系统的应用，这种系统对改善创伤有关的结果会产生影响。”
NAMRU-SA的科学家最近展示的SERS设备能够识别与军队利益有关的5种细菌类型。通过NAMRU-SA设计的细胞溶解过滤过程这些细菌从人类血清中以纯培养和细菌回收的方式得到。
每种细菌的光谱表示固定频率下由细菌细胞壁的生物结构引起的单色光频率变化。亲水性的金黄色葡萄球菌和鲍曼不动杆菌很容易从血清样本中检测并确定，并且光谱不会因为样品处理而发生重大变化。对于疏水性的绿脓假单胞菌、肺炎克雷伯菌、大肠杆菌主要是观察SERS光谱的相对峰强度的变化。使用这种技术，用于鉴定血液和组织样本中的一些细菌种类和菌株所要的作为参考标准的细菌SERS光谱库可以提前制定。
SERS生物传感器还可以帮助护士进行适当抗生素治疗的管理。除了鉴定微生物感染之外，也可以通过观察被抗生素覆盖的纳米颗粒孵化后SERS峰强度的变化评估耐药性。
NAMRU-SA的初步研究表明混合的革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌可以单独分离出来。为了增加细菌提取产量以及减少成分需求的样品制备分离的改进方法目前正在进行中。
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