基于荧光光谱的三种常见细菌的快速检测

  细菌如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和金黄色葡萄球菌是水质评估和土壤污染追踪的重要指标。荧光光谱学已成为快速检测细菌的有效工具，特别是通过检测色氨酸和其他荧光物质。内源荧光发射光谱可以用来区分不同细菌种类，而单一激发/发射波长对和荧光强度比能更精确地表征细菌信息。通过简化实验过程，提高细菌检测的效率和准确性，可以实现对水中细菌的快速检测和定量。

  本文介绍了使用FIR(激光诱导荧光)技术对水中细菌进行快速定量评估的研究。先前的研究发现细菌计数与600 nm处的吸光度呈良好的线性关系，可以通过回归方程进行定量评估。相比紫外/可见光谱测定法，FIR方法更加高效，能够实现原位快速检测。

  该技术有助于实现大规模、实时的细菌检测，并提高检测效率和即时结果。然而，使用单一技术难以实现准确的生物危害检测和预测，因此未来的趋势是多种检测方法的结合。尽管FIR技术具有良好的发展前景，但在实际应用前仍需解决一些问题，如蛋白质整合、溶剂极性、荧光团环境等因素对测量准确性的影响，以及荧光的定义和标定方式对实验的重复性和有效性的影响。

  该文中开发了一种激光诱导荧光(LIF)系统，用于原位检测水中的细菌，并得出以下结论：

  1. 色氨酸引起的最大荧光峰均位于335-350 nm，但当细菌种类不同时，主导的荧光峰明显不同(p < 0.05)。

  2. 最大荧光峰的高度与细菌浓度呈线性关系，且在一定浓度范围内(R2 > 0.95)。

  3. 大肠杆菌的灭活操作不会影响荧光峰位置，但荧光峰高度有很大差异，主要是因为灭活的大肠杆菌无法持续生长。

  4. 激光诱导荧光强度比(FIR)和归一化曲线可以用于细菌种类鉴定和浓度分析。

  原文doi：10.3390/s22031168