[发明专利]用于鉴定培养物中微生物的光谱手段和方法

摘要

公开了用于光谱检测和鉴定培养物中细菌的光谱方法。所述方法整合了从怀疑含有所述细菌之经培养样品构建至少一个数据集，其可为光谱、干涉图样或散射图样。针对所述样品中水的存在，对所述数据集进行校正，使用主成分分析提取光谱特征，并使用学习算法对所述特征分类。在本发明的一些实施方案中，例如为将MRSA与MSSA区别，进行多模态分析，其中细菌的鉴定是基于样品的光谱、用来确定细胞壁厚度的干涉图样以及用来确定细胞壁粗糙度的散射图样进行的。还公开了用于进行所述方法的设备，所述设备的一个实施方案整合了多样品分析仪。

主权项

一种用于光谱检测和鉴定培养物中微生物的方法，其中所述方法包括：获得怀疑含有所述微生物的至少一个经培养样品；将所述经培养样品转移至样品池；将所述样品与从光源获得的光相互作用；在所述相互作用的步骤之后，测量至少一部分剩余的所述光；由经测量的所述光构建至少一个数据集；如果所述数据集为光谱：则通过进行至少一个选自以下的步骤预处理所述数据集：(a)针对因所述经培养样品中水的存在产生的信号，对所述数据集进行校正，(b)移除基线，(c)降噪，以及(d)提取目的光谱区，从而产生经校正的数据集；通过使用选自主成分分析(PCA)和线性预测编码的方法从所述经校正的数据集提取目的光谱特征，从而产生一组经提取的光谱特征；通过使用整合了学习算法的方法将所述经提取的光谱特征分类，从而确定所述微生物是否存在于所述经培养样品中；且通过使用特征选择方法发现最优的一组特征；如果所述数据集为干涉图样：则从所述干涉图样估计所述微生物的细胞壁厚度；且将所述细胞壁厚度分类，从而确定所述微生物是否存在于所述经培养样品中；如果所述数据集为散射图样：则从所述散射图样估计所述微生物的细胞壁粗糙度；且将所述细胞壁粗糙度分类，从而确定所述微生物是否存在于所述经培养样品中，其中所述获得怀疑含有所述微生物的至少一个经培养样品的步骤包括获得多个经培养样品；所述将所述经培养样品转移至样品池的步骤包括将所述多个经培养样品的每个转移至样品池，所述样品池被布置在多室分析仪之分开的室中；且所述构建至少一个数据集的步骤包括对所述多个样品的每个分别构建数据集，其中所述多室分析仪的每个室包含：入射孔；与所述入射孔对齐的出射孔；池；以及可在第一位置和第二位置之间活动之可活动的回转镜，在所述第一位置中通过所述入射孔进入所述室的光从所述镜反射入所述池，在所述第二位置中通过所述入射孔进入所述室的光传到所述出射孔而不进入所述池。