Rapid, accurate, and comparative differentiation of clinically and industrially relevant microorganisms via multiple vibrational spectroscopic fingerprinting

文献情報

出版日 2016-07-07
DOI 10.1039/C6AN00883F
インパクトファクター 4.616
著者

Howbeer Muhamadali, Abdu Subaihi, Mahsa Mohammadtaheri, Yun Xu, David I. Ellis, Rajesh Ramanathan, Vipul Bansal, Royston Goodacre


原文を見る

要旨

Despite the fact that various microorganisms (e.g., bacteria, fungi, viruses, etc.) have been linked with infectious diseases, their crucial role towards sustaining life on Earth is undeniable. The huge biodiversity, combined with the wide range of biochemical capabilities of these organisms, have always been the driving force behind their large number of current, and, as of yet, undiscovered future applications. The presence of such diversity could be said to expedite the need for the development of rapid, accurate and sensitive techniques which allow for the detection, differentiation, identification and classification of such organisms. In this study, we employed Fourier transform infrared (FT-IR), Raman, and surface enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopies, as molecular whole-organism fingerprinting techniques, combined with multivariate statistical analysis approaches for the classification of a range of industrial, environmental or clinically relevant bacteria (P. aeruginosa, P. putida, E. coli, E. faecium, S. lividans, B. subtilis, B. cereus) and yeast (S. cerevisiae). Principal components-discriminant function analysis (PC-DFA) scores plots of the spectral data collected from all three techniques allowed for the clear differentiation of all the samples down to sub-species level. The partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) models generated using the SERS spectral data displayed lower accuracy (74.9%) when compared to those obtained from conventional Raman (97.8%) and FT-IR (96.2%) analyses. In addition, whilst background fluorescence was detected in Raman spectra for S. cerevisiae, this fluorescence was quenched when applying SERS to the same species, and conversely SERS appeared to introduce strong fluorescence when analysing P. putida. It is also worth noting that FT-IR analysis provided spectral data of high quality and reproducibility for the whole sample set, suggesting its applicability to a wider range of samples, and perhaps the most suitable for the analysis of mixed cultures in future studies. Furthermore, our results suggest that while each of these spectroscopic approaches may favour different organisms (sample types), when combined, they would provide complementary and more in-depth knowledge (structural and/or metabolic state) of biological systems. To the best of our knowledge, this is the first time that such a comparative and combined spectroscopic study (using FT-IR, Raman and SERS) has been carried out on microbial samples.

関連文献

CO adsorption on Cu–Pd alloy surfaces: ligandversus ensemble effects

Sung Sakong, Christian Mosch, Axel Groß

2007-03-06 Paper

DOI: 10.1039/B615547B

Adsorption of DNA to zwitterionic DMPE monolayers mediated by magnesium ions

Sandra Gromelski, Gerald Brezesinski

2004-11-11 Paper

DOI: 10.1039/B410865E

Modified Shepard interpolation method applied to trapping mediated adsorption dynamics

P. N. Abufager, C. Crespos, H. F. Busnengo

2007-03-07 Paper

DOI: 10.1039/B617209A

Back cover

2004-11-30 Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B418050J

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/B708624P

Preparation and characterisation of hydroxide stabilised ZnO(0001)–Zn–OH surfaces

Markus Valtiner, Sergiy Borodin, Guido Grundmeier

2007-03-19 Paper

DOI: 10.1039/B617600C

Real time quantitative Raman spectroscopy of supported metal oxidecatalysts without the need of an internal standard

S. J. Tinnemans, M. H. F. Kox, T. A. Nijhuis, T. Visser, B. M. Weckhuysen

2004-11-18 Paper

DOI: 10.1039/B414427A

Adsorption and reaction of thiophene and H2S on Mo2C/Al2O3catalyst studied by in situFT-IR spectroscopy

Weicheng Wu, Zili Wu, Zhaochi Feng, Pinliang Ying, Can Li

2004-11-08 Paper

DOI: 10.1039/B414360B

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-氟-4-イオドベンzo酸エチルエステルを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

2-氟-4-イオドベンzo酸エチルエステルは有機溶媒を用いた反応であり、ドラフトチャンバーでの操作が必要です。漏洩時にはSDS参照の安全措置を講じ、PPE(防護...

205750-82-9Benzoic acid, 2-fluo...
化合物よくある質問

血根碱の主な用途は何ですか?

血根碱は主に医薬分野で利用され、抗炎症や抗がん剤としての潜在的な効果が研究されています。また、化学研究や薬物開発において、新しい薬剤設計の参考となる化合物として...

2447-54-313-Methyl[1,3]benzod...
化合物よくある質問

Methyl 3-methoxythiophene-2-carboxylateの主な用途は何ですか?

Methyl 3-メトキシスチフェン-2-カルボン酸メチルエステルは、薬品合成、染料製造、以及合成中間体としての用途が広がっています。

62353-75-7Methyl 3-methoxythio...
化合物よくある質問

丹磺酰-L-亮氨酸はどのように保存すればよいですか?

丹磺酰-L-亮氨酸は乾燥した場所で、直射日光から保護し、低温(室温以下)で保存してください。密閉容器に入れて保管することをおすすめします。

1100-22-7N-{[5-(Dimethylamino...
化合物よくある質問

5-(苄氧基)ピラミジン-4-アミンの代替品はありますか?

5-(苄氧基)ピラミジン-4-アミンの代替品として、6-メトキシピラミジンや5-フェニルピラミジンなどが挙げられます。これらの化合物は、5-(苄氧基)ピラミジン...

92289-50-45-benzyloxypyrimidin...
化合物よくある質問

8-ヒドロキシノルデコペントアセートの物理化学的性質は何ですか?

8-ヒドロキシノルデコペントアセートはCAS番号84807-87-4の化合物で、分子量は750.02 uです。これは油溶性で、水に溶けにくい特徴があります。反応...

84807-87-4(5Z,8Z,11Z,13E,15S)-...
化合物よくある質問

tert-ブチル(エス)-1-ヒドロキシペンタ-4-エン-2-イルカルバamateの主な用途は何ですか?

tert-ブチル(エス)-1-ヒドロキシペンタ-4-エン-2-イルカルバamateは主に医薬品の合成材料や分析化学の試薬として使用されます。

116613-81-12-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

ブコール-L-2-フローヨルブリンについて適切な法規ガイドラインは何ですか?

ブコール-L-2-フローヨルブリン(CAS番号: 1196107-73-9)は、GHS(グローバルハザードアサessmentシステム)に基づく危害分類と表示が求...

1196107-73-92-Bromo-13,13-dimeth...
化合物よくある質問

6-ブロモ-N-環丙基-2-ピリジニニメタンの市場動向や研究トレンドはどうですか

6-ブロモ-N-環丙基-2-ピリジニニメタンは、薬理学研究や合成化学に使用される化合物であり、特に抗ウイルス薬や抗がん薬の開発に注目されています。市場では、薬物...

959237-20-86-Bromo-N-cyclopropy...
化合物よくある質問

RS-AMPÀはどのように保存すればよいですか?

RS-AMPÀは、遮光容器に保存し、室温(15〜25℃)で保管することが推奨されます。高湿や熱は物質を劣化させるため、湿度は50%以下に保つことが重要です。また...

74341-63-2(RS)-AMPA

掲載誌

Analyst

Analyst
CiteScore: 7.8
自己引用率: 5.6%
年間論文数: 653

Analyst publishes analytical and bioanalytical research that reports premier fundamental discoveries and inventions, and the applications of those discoveries, unconfined by traditional discipline barriers.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。