[实用新型]用于细菌快速鉴定的三维拉曼增强膜及其分析检测系统

说明书

本实用新型提供了一种用于细菌快速鉴定的三维拉曼增强膜及其分析检测系统，其中，用于细菌快速鉴定的三维拉曼增强膜，包括聚合物材料层；所述聚合物材料层上设有若干漏斗状的通孔，且聚合物材料层和若干漏斗状的通孔表面均设有拉曼增强材料层。本实用新型所述的用于细菌快速鉴定的三维拉曼增强膜，在聚合物材料层上增设若干漏斗状的通孔，检测过程中，病原菌体与通孔(也即聚合物材料层)的接触面积大，可以间接提高检测的灵敏度。

技术领域

本实用新型属于拉曼光谱检测技术领域，尤其是涉及一种用于细菌快速鉴定的三维拉曼增强膜及其分析检测系统。

背景技术

细菌感染是临床中最为常见的疾病，是威胁人类身体健康的重要因素。在治疗时需要首先对细菌种类进行鉴定分析，然后再进行抗生素的药敏试验，以帮助医生选择抗生素的种类和剂量。另外，国内对抗生素的滥用也导致病原微生物的耐药性越来越强，这就需要对多变的病原菌进行及时鉴定分类。传统的病原菌鉴定方法依赖于表型鉴定，主要采用染色法、培养法和简单的生化检验。传统检测方法适用于体外培养的生物体，一些菌株表现出不符合已知种属模式的独特的生化特性。对此，许多现代方法如PCR技术、DNA阵列芯片、免疫学、脂肪酸分析、代谢物分析等手段不依赖于活的培养物，可以分辨出传统方法所检测不到的有机体之间的细微差别。

然而，以上这些检测方法的检测周期较长，其原因主要是因为病原菌体的个体数量较少，需要对样本进行体外培养扩增后再进行鉴定，根据病原菌的种类不同，其培养周期从两天至五天，这就导致对疾病的判定时间大大延长，不利于患者治疗，甚至延误最佳治疗时间窗。虽然目前一些自动化检测仪器可以在一定程度上提高病原菌的鉴定准确定和效率，但是它们还只适用于可以体外培养的常见病原体，还需要较长时间的体外培养周期。另外，对于一些医疗条件较差的地区，不具备微生物培养的设备和昂贵的自动化检测设备，无法进行病原菌体的精确鉴定检测。因此，急需一种低成本、可靠、快速鉴定的检测方法，以满足便携、快速、高灵敏度的检测需求。

拉曼光谱分析技术具有的分子指纹图谱特性，不仅可以实现物质的定性与定量分析，还可以进行物质官能团及分子结构分析，在物质鉴定、分子结构研究、化工过程、医学医药、生物化学、考古及宝石鉴定、公安与法学样品分析、反恐技术、食品安全、地质及环境科学等各个领域都具有广泛应用。更为重要的是，拉曼光谱技术是一种无损、无标记的检测技术。其中，表面增强拉曼光谱分析技术(SERS)是基于金属纳米材料表面的纳米光电场耦合增强效应的一种拉曼光谱技术，SERS技术具有超高灵敏度检测水平，是痕量物质检测的有力分析方法，其检测灵敏度可达单分子水平。目前，拉曼光谱技术已经应用在细菌鉴定分析方面，比如专利CN 109266717 A中提及了一种基于单细胞分析检测的细菌检测方法，主要采用普通拉曼光谱来鉴别病原菌的种类；该方法由于只采用普通拉曼光谱技术，只采集单细胞整体拉曼信号，不利于病原菌体亚型的鉴定。专利CN 107586823 A提及了一种基于基于SERS技术的病原菌检测方法，主要采用将贵金属纳米金属颗粒与病原体混合干燥后，利用便携式拉曼检测仪对病原菌进行检测；该方法检测时病原菌在干燥的过程中会导致菌体发生生化信息的变化，这将导致鉴定的准确性和可靠性大大降低。专利CN 109060757 A提及一种基于滤纸的SERS技术，将贵金属纳米粒子溶液在滤纸上干燥形成SRES基底，然后将病原菌溶液滴加在SERS滤纸基底上；该方法也存在病原菌在干燥过程中发生不可逆变化的问题。专利CN 104458694 A提出了一种由不同形貌纳米粒子所组装而成的SERS基底，其检测过程也采用干燥后检测的模式，也存在病原菌变性的问题。

在以上这些方法中，细菌附着于二维SERS基底表面，其拉曼信息主要来自SERS基底与细菌的接触面。由于细菌的鉴定主要依据其表面特定蛋白分子信号，而这些分布于细菌表面的特定蛋白分子与SERS基底的接触则存在一定的概率，因此这种基于二维SRES基底的细菌鉴定形式的成功率和准确度较低；另外，由于SERS基底的制备方式不适于发规模生产，这些方法也不利于实际市场推广应用。

发明内容