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470期: 聊聊医械创业大赛的拉曼光谱法超快速微生物药敏检测

来源:www.nazbcg.com 点击:1517

这是医学观察站公共号码的第470条

在上一期中,我们首先了解了重新匹配的MobiNAAT技术,请参考《聊聊医疗器械创业大赛冠军-MobiNAAT技术》。今天,让我们来看看第二轮半决赛“基于相干拉曼代谢的超快速微生物敏感性测试”。小编搜索了一些数据,发现拉曼光谱是非常前沿,广泛使用和实用的。该项目进入前三名,名副其实。即使在小编的心里,也不夸张。

当我第一次接触拉曼光谱概念时,小编提出了这样一个问题:拉曼光谱有哪些优于质谱,类似或超出?让我们一起找到问题的答案。

学术出身

先看看天空。伟鹏(苏州)医疗器械有限公司致力于开发先进的医学影像和传感技术,用于疾病的诊断和治疗。公司创始人是光学成像领域的世界级专家,长江学者,“千人计划”教授,程继新教授,青年“千人计划”博士。依托普渡大学,波士顿大学和Vibronix强大的研发能力,该公司推出了用于乳腺癌手术切缘检测,肿瘤定位和穿刺手术导航系统的三维成像系统。

程继新教授是朱青石院士和谢晓亮教授的学生。他目前是波士顿大学的教授。他的主要研究领域是拉曼光谱,包括拉曼光谱在微生物检测和肿瘤检测中的应用。王伟博士是程教授的博士后研究员。魏鹏CEO杨斌没有更多信息。

Ps:谢晓亮教授发明了非荧光标记拉曼光谱生物成像技术。拉曼光谱是印度科学家于1928年发现的分子非弹性光散射现象,并获得1930年诺贝尔物理学奖。

拉曼光谱检测细菌抗性的原理

相干拉曼代谢的具体原则,小编暂时未被发现(不知道中文翻译成英文,字面翻译相干拉曼代谢无法找到文献)。程继新教授的文献提到拉曼光谱检测细菌耐药性。小编猜测了魏鹏的“基于相干拉曼代谢的超快速微生物敏感性检测”技术,类似于这项技术。

当细菌在含有重水(D2O)的培养基中培养时,氦原子参与细胞脂质合成过程,形成CD键并取代原始CH键,峰比(CD比)与细胞代谢活性线性相关。该过程可以通过单细胞拉曼光谱定量检测。因此,通过比较抗生素处理下单细胞拉曼光谱的C-D比变化,可以通过单细胞精确度检测抗生素的代谢活性,从而实现快速的无药物耐药性测试。

拉曼光谱:拉曼光谱随抗生素而变化,没有抗生素(灰色区域)

更直言不讳地说,只要细菌生长,就必须“喝水”。在抗生素和无抗生素的环境中,细菌“饮用水”的数量是不同的。通过比较两种病例之间的差异,您可以了解细菌是否可以耐受抗生素。

该方法检测药物敏感性所需的时间非常短。细菌培养可用于测试半小时,传统的药物敏感性测试需要一天以上。用于检测药物敏感性的其他方法,例如通过PCR检测基因突变,以确定细菌是否具有抗性,由于具有一定概率的罕见突变而存在一定的假阳性。拉曼光谱检测表型并且更准确。

Ps:小编在文中没有找到一些耐药性的案例,即如何处理一堆个体细菌,其中一些是抗性的,一些是敏感的。在这种情况下该怎么办?可能需要医生全面考虑。

目前,中国有相关产品。中国科学院青岛能源研究所单细胞中心开发了“临床单细胞拉曼抗性测试仪”。 PI是马博教授,发表了一系列与拉曼光谱相关的研究论文,并在加州大学洛杉矶分校获得了后宝经验。方法是如此相似,郑教授有任何学术渊源吗?中国科学院城市环境研究所申请了专利,《一种基于拉曼光谱-重水同位素标记的耐药菌药敏性快速检测方法和判断合理用药的方法》。

国外也有类似的技术。例如,来自莱布尼茨光子技术研究所(Leibniz-IPHT),耶拿大学脓毒症控制和护理中心以及弗里德里希大学的一组科学家开发了拉曼光谱和微流体技术。样品处理与实验室芯片系统相结合,可在三小时内识别抗生素抗性。

总结

回到文章的开头,拉曼光谱和质谱是相对尖端的技术。两种方法的相同点和不同点如下:

* 2016版《中国临床微生物质谱应用专家共识》,指质谱检测碳青霉烯酶以使用过夜培养的细菌。

一般而言,在检测微生物抗性时,拉曼光谱有望成为“重量级”技术。在其他医疗应用中,除了成像之外,潜力巨大但仍有待开发。

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