一种鉴别酵母或细菌的方法技术

提供了一种用于表征微生物的方法，包括：‑在390nm‑900nm的波长范围内照射所述微生物，所述微生物在所述范围内具有天然电磁响应；‑在所述范围内，获取所述被照射微生物反射的(或透射通过所述被照射微生物)的光强度；以及‑根据在所述范围内获取的光强度，确定所述微生物是酵母或细菌菌株。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种鉴别酵母或细菌的方法
本专利技术涉及微生物学分析领域，尤其涉及微生物的表征，特别是酵母和细菌的鉴别，并且在后者的情况下，鉴别其革兰氏类型以及其发酵或非发酵特性。有利地，本专利技术适用于在非生色、非发荧光及无染料的培养基中生长的细菌菌落或酵母的高光谱或多光谱图像的分析。
技术介绍
在致病性微生物领域，微生物的表征优选地包括鉴别其种类和其对抗微生物剂的敏感性(或抗生图(antibiogramme))以确定被该微生物所感染的患者的治疗。为此，在实验室中通常实施复杂的微生物学过程，所述过程通常需要提前知道该微生物的其他特性，尤其是该微生物的界(例如酵母或者细菌)，以及在细菌的情况下，知道其革兰氏类型或其发酵特性或非发酵特性。实际上，这些信息使得选择一种适合该微生物的培养基或抗微生物剂以最终确定该微生物的种属或抗生图成为可能。例如，对由申请人所销售的微生物鉴别库的选择是基于该微生物的界(如酵母或细菌)或要鉴别的细菌菌株的革兰氏类型的知识。类似地，用申请人所销售的2系统来确定一种细菌菌株的抗生图是基于根据该菌株的革兰氏类型和发酵或非发酵特性所选的卡。可以根据待鉴别微生物属于酵母还是细菌，使用不同的基质通过MALDI-TOF质谱法进行鉴别。因此，尽可能早地了解这些信息能够优化所述微生物学过程，尤其能加快后者或者减少所使用消耗品的数量。这些性质的知识还有助于减少细菌菌株鉴别中的假阳性。例如，在申请人所销售的EliteMedium的情况中，对被检测细菌菌株的发酵特性的了解加强了沙门氏菌的鉴别。特别地，发酵性细菌沙门氏菌和非发酵性细菌假单胞菌(Pseudomonas)都能使显色底物削弱。如果知道所述细菌是非发酵性的，无需额外的微生物学测试就可以简单地排除沙门氏菌。这种信息除了表征微生物以指导实验室的微生物学过程外，其还在临床上有用。具体地，细菌菌株的革兰氏分类可用于表征细菌的细胞壁，如肽聚糖百分比，以及可用于细菌分类或作为第一近似值评估细菌对抗生素的敏感性。因此，差异性存在于两类细菌之间：即革兰氏“阳性”细菌和革兰氏“阴性”细菌。同样，人们观察到，非发酵性细菌，即不能分解葡萄糖的细菌，在致病性细菌中占据了特殊位置。确实，其具有对抗生素高水平的天然抗性且涉及许多医院内感染。例如，我们可能会提到铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)和不动杆菌属(Acinetobacter)。因此，细菌的发酵或者非发酵特性的快速确定可以更有效地指导一线抗生素治疗，减缓多药抗药菌株的传播。历史上，通过复杂的技术已经获知上述提及的每种属性(界，革兰氏和发酵性)。例如，一种细菌菌株的革兰氏类型通过称之为“革兰氏染色”的手工技术确定，这种技术包括了大量的手工步骤(固定、染色、媒染、清洗、过染色)，继而需要很长时间。因此，现在已经发展出各种各样的技术来自动化检测细菌的革兰氏类型，特别是用于处理大量样品。然而，这些技术本质上依然通过改变细菌或其环境的电磁响应以使其革兰氏类型易于观察。特别地，第一类技术包括使显微镜载玻片上的细菌膜的染色自动化，但是对革兰氏类型的最终决定步骤总还是需要技术人员在显微镜下观察载玻片。因而，这类技术不是全自动的，而且难以自动化。实际上，革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌之间的颜色差异可以很微弱，这也解释了为什么依然需要实验室技术人员的干预。第二类技术包括把细菌和一种底物接触，该底物能够被细菌膜上的肽聚糖所引发的酶反应降解。该反应能产生生色团或者荧光团，其浓度可指示革兰氏类型。这通常被称为细菌的显色或荧光“标记”。尽管这类现有技术能够自动化，例如使用恰当设备(如光谱仪或荧光仪)测量生色团或者荧光团的发光强度，然后利用计算机把所测的强度与预先定义的阈值进行比较，但是，它们需要设计特殊的、通常昂贵的生色团或荧光底物。而且，不论使用何种技术，细菌都会改变它们的天然状态(例如它们含有染料，被显色或荧光标记物所标记等等)，因而不能再被用于后续表征测试(例如确定抗生图)。为了确定细菌的发酵或非发酵特征，通常会使用显色培养基，其根据测试细菌菌株的发酵或非发酵特性而改变颜色。例如，“Kligler-Hajna”测试包括在包含比色指示剂的培养基上培养菌株，所述比色指示剂能够根据pH、乳糖、葡萄糖、硫代硫酸盐和铁离子改变颜色。该培养基可以检测由pH指示剂的比色变化所反映的分解葡糖糖的细菌的发酵特性。我们还可能会提到细菌菌株的三丁酸甘油酯酯酶活性的分析培养基，其可以表征非发酵性革兰氏阴性细菌。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于表征微生物的方法，该方法是自动的并且不需要对微生物或其培养基进行标记或染色以确定这些特征。为此，本专利技术涉及表征微生物的方法，其包括：-在390nm-900nm波长范围内，照射所述微生物，该微生物在所述范围内具有天然电磁响应；-在所述范围内，获取从被照射的细菌反射的或透射通过被照射的细菌的光强度；和-根据在所述范围内所获取的光强度，确定微生物为酵母或细菌菌株。本专利技术中的“天然电磁响应”是指：所述微生物，酵母或细菌菌株，没有被至少在目标波长范围内改变其对照射的电磁响应的元素(染料、色原、荧光原等)所改变。例如，微生物的菌落在非生色非荧光营养培养基中生长，并且照射/获取直接在仍存在于其培养基中的菌落上进行。换句话说，本专利技术人发现，在390nm-900nm波长范围内，酵母和细菌“天然地”具有电磁特征，使其能被区分。因此，不需要使用生色或荧光底物或染料。此外，本专利技术方法是快速的，因为它包括照射、测量光谱以及处理特别是计算机处理光谱。例如，在酵母或细菌水平上对微生物的这种表征能够优化如上所述的实验室微生物学过程。注意，将微生物表征为酵母或细菌根据获取的光强度直接进行，无需事先确定微生物的种类。尤其是，不必在物种水平鉴别提供了大大简化预测模型的优势，因为预测模型可以被限定在两个类别。有利地，所述方法适用于包含已生长了微生物菌落的营养琼脂培养基的培养皿。例如，使用含有或怀疑含有酵母或细菌的生物学样品如尿液接种所述营养培养基，然后培养以生长菌落。一旦在所述培养基上检测到菌落，就可以通过本专利技术的方法对其表征。因此，所述方法无需在培养基接种后进行任何材料转移或添加试剂。例如，通过以规则间隔拍摄培养皿的图像以及采用菌落检测算法来自动检测菌落。有利地，本专利技术的方法不基于微生物自发荧光的分析，而基于其反射率或吸收率的分析。特别地，对于高光谱或多光谱图像，照射通常太强以至于不能观察到自发荧光。在一个实施方案中，所述方法进一步包括检测细菌菌株的革兰氏类型和发酵特性，包括：-在390nm-900nm波长范围内照射所述菌株的至少一个细菌，所述菌株在所述范围内具有天然电磁响应；-在所述范围内，获取从被照射的细菌反射的或透射通过被照射的细菌的光强度；和-根据在所述范围内所获取的光强度来确定所述细菌菌株的革兰氏类型和发酵特性。换句话说，细菌“天然地”具有其革兰氏类型及其发酵或非发酵特性的电磁特征性特征。因此，本专利技术的方法包括测量该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表征微生物的方法，包括：/n-在390nm-900nm波长范围内照射所述微生物，所述微生物在所述范围内具有天然电磁响应；/n-在所述范围内，获取所述被照射的微生物反射的或透射通过所述被照射的微生物的光强度；和/n-根据在所述范围内获取的光强度，确定所述微生物是酵母或者细菌菌株。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171221 FR 17628281.一种表征微生物的方法，包括：
-在390nm-900nm波长范围内照射所述微生物，所述微生物在所述范围内具有天然电磁响应；
-在所述范围内，获取所述被照射的微生物反射的或透射通过所述被照射的微生物的光强度；和
-根据在所述范围内获取的光强度，确定所述微生物是酵母或者细菌菌株。


2.权利要求1的方法，进一步包括检测细菌菌株的革兰氏类型和发酵特性，包括：
-在390nm-900nm波长范围内照射所述菌株的至少一个细菌，所述菌株在所述范围内具有天然电磁响应；
-在所述范围内，获取所述被照射的细菌反射的或透射通过所述被照射的细菌的光强度；和
根据在所述范围内获取的光强度，确定所述细菌菌株的革兰氏类型和发酵特性。


3.权利要求2的方法，其中，确定革兰氏类型和发酵特性包括应用预测所获取的光强度是否是革兰氏阴性类型发酵性细菌菌株的光强度的分类。


4.权利要求2或3的方法，其中，确定革兰氏类型和发酵特性包括应用预测所获取的光强度是否是革兰氏阳性类型的细菌菌株的光强度的分类，或应用预测所获取的光强度是否是革兰氏阴性类型的细菌菌株的光强度的分类。


5.权利要求3的方法，其中：
-照射和获取直接在样品上进行，所述样品包含所述细菌菌株的菌落和其上生长了所述菌落的培养基，所述培养基是血琼脂，尤其是哥伦比亚绵羊血；和
-如果所获取的光强度不是革兰氏阴性类型发酵性细菌菌株的光强度，则确定革兰氏类型和发酵特性还包括应用预测所获取的光强度是否是革兰氏阳性类型的细菌菌株的光强度的分类。


6.权利要求5的方法，其中，如果所获取的光强度不是革兰氏阳性类型的细菌菌株的光强度，则确定革兰氏类型和发酵特性进一步包括应用预测所获取的光强度是否是酵母的光强度的分类。


7.权利要求6的方法，其中，
-预测所获取的光强度是否是革兰氏阴性类型发酵性细菌菌株的光强度的分类是将革兰氏阴性类型发酵性细菌菌株的光强度与由革兰氏阴性类型非发酵性细菌菌株及革兰氏阳性类型的细菌菌株和酵母组成的组的光强度相区分的分类；
-预测所获取的光强度是否是革兰氏阳性类型细菌菌株的光强度的分类是将革兰氏阳性类型细菌菌株的光强度与由革兰氏阴性类型非发酵性细菌菌株及酵母组成的组的光强度相区分的分类；和
-预测所获取的光强度是否是酵母的光强度的分类是将酵母的光强度和革兰氏阴性类型非发酵性细菌菌株组成的组的光强度相区分的分类。


8.权利要求2的方法，其中，如果所获取的光强度不是酵母的光强度，则确定革兰氏类型和发酵特性进一步包括应用预测所获取的光强度是否是革兰氏阳性类型细菌菌株的光强度的分类。


9.权利要求8的方法，其中，如果所获取的光强度不是革兰氏阳性类型细菌菌株的光强度，则确定革兰氏类型和发酵特性进一步包括应用预测所述光强度是否是革兰氏阴性类型发酵性细菌菌株或革兰氏阴性类型非发酵性细菌菌株的光强度的分类。


10.权利要求9的方法，其中：
-预测所获取的光强度是否是酵母的光强度的分类是将酵母的光强度与由革兰氏阳性类型细菌菌株、革兰氏阴性类型非发酵性细菌菌株以及革兰氏阴性类型发酵性细菌菌株组成的组的光强度相区分的分类；
-预测所述光强度是否是革兰氏阳性类型细菌菌株的光强度的分类是将革兰氏阳性类型细菌菌株的光强度与由革兰氏阴性类型非发酵性细菌菌株以及革兰氏阴性类型发酵性细菌菌株组成的组的光强度相区分的分类；和
-预测所述光强度是否是革兰氏阴性类型发酵性细菌菌株或革兰氏阴性类型非发酵性细菌菌株的光强度的分类是将革兰氏阴性类型非发酵性细菌菌株的光强度与革兰氏阴性类型发...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·拉勒芒，D·勒鲁，M·珀蒂，
申请(专利权)人：生物梅里埃公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR