利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方法，具體為，將待檢菌株增菌培養(yǎng)后，以生理鹽水清洗并收集，用細菌濁度計或濁度儀調(diào)解菌液濁度為0.5麥氏單位(McFarland，MCF)，然后在太赫茲頻率為0.2～3THz、波長為100-1500μm、平均波長為300μm、氮氣沖洗，環(huán)境濕度<5％，溫度為22℃條件下檢測，該方法簡單、快捷，能夠檢測液體樣本，并且能夠根據(jù)建立的指紋圖譜鑒定待測菌株的種類。
【專利說明】利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于檢測領(lǐng)域，具體涉及利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在碳水化合物、蛋白質(zhì)、核酸等生物分子的研究分析中，光譜學發(fā)揮著非常重要的 作用。太赫茲（Terahertz Waves, THz)波是指頻率在 0· 1 ?10THz(lTHz = 1012Hz)(波長 在30?3000 μ m)之間的電磁波，其波段位于微波和紅外光之間。近十幾年來超快激光技 術(shù)和半導體材料科學與技術(shù)的迅速發(fā)展為THz脈沖的產(chǎn)生提供了穩(wěn)定、可靠的激發(fā)光源， 促進了 THz輻射在光譜學和成像技術(shù)方面的應(yīng)用。
[0003] 相比于紫外可見吸收光譜、X射線成像分析等傳統(tǒng)技術(shù)，THz光譜有其獨特的優(yōu) 勢：（1)光譜的特征吸收：許多分子之間弱的相互作用（氫鍵、范德華力等）、生物大分子的 骨架振動、偶極子的旋轉(zhuǎn)和振動躍遷以及晶體中晶格的低頻振動吸收正好處于THz頻帶范 圍，并且THz光譜技術(shù)對探測物質(zhì)結(jié)構(gòu)存在的微小差異和變化非常靈敏，具有反映化合物 結(jié)構(gòu)的指紋特征，因此THz光譜技術(shù)在分析和研究生物大分子方面有著廣闊的前景；（2)安 全性好：THz電磁輻射的光子能量低，只有毫電子伏特，不會因為電離而破壞生物分子，因 而是一種安全有效的無損檢測方法；（3)靈敏度高：THz脈沖的典型脈寬在皮秒量級，不但 可以對生物樣品進行時間分辨研究，而且可以有效地抑制遠紅外背景輻射噪音的干擾，輻 射強度測量的信噪比和探測靈敏度遠高于傅里葉變換紅外光譜；(4)寬帶性：THz脈沖源通 常只包含若干個周期的電磁振蕩，單個脈沖的頻帶可以覆蓋GHz至幾十THz的范圍，便于在 大的范圍里分析物質(zhì)的光譜性質(zhì)；（5)相干性：THz時域光譜技術(shù)（THz-TDS)的相干測量技 術(shù)能夠直接測量THz電場的振幅和相，可以方便地提取樣品的折射率、吸收系數(shù)。但是，現(xiàn) 有技術(shù)中太赫茲波只能用于檢測固體樣本，未見用于檢測液體樣本的報道，更未見用于檢 測液體樣本中致病菌指紋圖譜的報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方法，提 供如下技術(shù)方案：
[0005] 利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方法，將待檢菌株增菌培養(yǎng)后，以生理鹽水 清洗并收集，用細菌濁度計或濁度儀調(diào)解菌液濁度為0. 5麥氏單位（McFarland，MCF)，然后 在太赫茲頻率為0. 2?3THz、波長為100-1500 μ m、平均波長為300 μ m、氮氣沖洗、環(huán)境濕度 〈5%、溫度為22°C條件下檢測。
[0006] 優(yōu)選的，所述菌株培養(yǎng)的方法是將菌株接種至液體培養(yǎng)基中，然后培養(yǎng)至菌液濃 度0.5麥氏單位。
[0007] 優(yōu)選的，所述生理鹽水清洗的方法為將菌液在1500?3000g條件下離心5? lOmin，棄上清液，沉淀加入生理鹽水，混勻后再在1500?3000g條件下離心5?lOmin，再 棄上清液。
[0008] 更優(yōu)選的，所述待檢菌株為金黃色葡萄球菌或大腸埃希菌。
[0009] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明公開了利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方 法，利用不同細菌對THz頻帶的不同特征吸收譜來建立致病菌的指紋圖譜，該方法簡單、快 捷，能夠適用于液體樣本，并且能夠利用標準菌株的指紋圖譜和待測菌株的指紋譜圖進行 比較，從而達到鑒定臨床常見致病菌的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖：
[0011] 圖1為金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的指紋圖譜（圖中橫坐標代表檢測頻率（單 位：THz)，縱坐標代表吸收強度（單位：a. u.)，球菌表示金黃色葡萄球菌，桿菌表示大腸埃 希菌）。
[0012] 圖2為金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌吸收強度之差（圖中橫坐標代表檢測頻率 (單位：THz)，縱坐標代表吸收強度（單位：a. u.))。

【具體實施方式】
[0013] 下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。實施例中未注明具體 條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。
[0014] 實施例1
[0015] 利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方法，具體步驟如下：
[0016] a.取已鑒定為大腸埃希菌在室溫（18_25°C )下凍融后用接種環(huán)接種至 LB(Luria-Bertani)液體培養(yǎng)基中，然后在37°C條件下過夜培養(yǎng)至菌液濃度大于0. 5麥氏 單位（約為 1. 5X 108cfu/mL);
[0017] b.將步驟a培養(yǎng)后的菌液在1500g條件下離心5min，棄上清液，沉淀加入生理鹽 水，混勻后再在1500g條件下離心5min ;再棄上清液，加入生理鹽水振蕩混勻至菌液濁度為 0.5麥氏單位；
[0018] c.將步驟c所得菌液在太赫茲頻率為0. 2?3THz、波長為100-1500 μ m、平均波 長為300 μ m、氮氣沖洗、環(huán)境濕度〈5%、溫度為22°C條件下檢測，獲得的指紋圖譜如圖1所 /_J、1 〇
[0019] 實施例2
[0020] 利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方法，具體步驟如下：
[0021] a.取已鑒定為金黃色葡萄球菌在室溫（18_25°C )下凍融后用接種環(huán)接種至 LB(Luria-Bertani)液體培養(yǎng)基中，然后在37°C條件下過夜培養(yǎng)至菌液濃度大于0. 5麥氏 單位（約為 1. 5X 108cfu/mL);
[0022] b.將步驟a培養(yǎng)后的菌液在3000g條件下離心lOmin，棄上清液，沉淀加入生理鹽 水，混勻后再在3000g條件下離心lOmin ;再棄上清液，加入生理鹽水振蕩混勻至菌液濁度 為0.5麥氏單位；
[0023] c.將步驟c所得菌液在太赫茲頻率為0. 2?3THz、波長為100-1500 μ m、平均波 長為300 μ m、氮氣沖洗、環(huán)境濕度〈5%、溫度為22°C條件下檢測，獲得的指紋圖譜如圖1所 /_J、1 〇
[0024] 由圖1可知，大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌在0.2?ITHz波段內(nèi)的指紋圖譜不 同，并且金黃色葡萄球菌得吸收強度大于大腸埃希菌得吸收強度。從特征吸收峰來看，大腸 埃希菌和金黃色葡萄球菌的吸收峰大致相同，但〇. 8THz附近金黃色葡萄球菌出現(xiàn)特征吸 收峰。上述結(jié)果表明了不同的菌液具有不同特征吸收譜，可以利用上述方法獲得標準菌株 的指紋圖譜，然后將待測菌株的圖譜于標準圖譜進行對比，從而鑒定待測菌株的種類。
[0025] 將圖1中金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的指紋圖譜的吸收值相減，獲得金黃色葡 萄球菌和大腸埃希菌吸收度差異值，結(jié)果如圖2所示。結(jié)果顯示，金黃色葡萄球菌和大腸埃 希菌的吸收度之差均在零坐標以上，表明金黃色葡萄球菌的吸收強度均大于大腸埃希菌。
[0026] 最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通 過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以在 形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 利用太赫茲波建立致病菌指紋圖譜的方法，其特征在于：將待檢菌株增菌培養(yǎng)后， 以生理鹽水清洗并收集，用細菌濁度計或濁度儀調(diào)解菌液濁度為0. 5麥氏單位，然后在太 赫茲頻率為0. 2?3THz、波長為100-1500 μ m、平均波長為300 μ m、氮氣沖洗、環(huán)境濕度 〈5%、溫度為22°C條件下檢測。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述菌株培養(yǎng)的方法是將菌株接種至液 體培養(yǎng)基中，然后增菌培養(yǎng)至菌液濃度大于0. 5麥氏單位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述生理鹽水清洗的方法為將菌液在 1500?3000g條件下離心5?lOmin，棄上清液，沉淀加入生理鹽水，混勻后再在1500? 3000g條件下離心5?lOmin，再棄上清液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于：所述待檢菌株為金黃色葡萄球 菌或大腸埃希菌。
【文檔編號】C12R1/19GK104152531SQ201410402991
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】府偉靈, 黃慶, 張立群, 楊翔, 李永川, 王云霞 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院