四川大学分析仪器研究中心 | JAFC：基于紫外光电离飞行时间质谱仪的食源性致病菌快速在线检测方法

以下文章转自“X sensors”

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      利用紫外光电离飞行时间质谱（UVP-TOF-MS）技术，建立了一种基于食源性细菌中微生物挥发性有机化合物（MVOCs）的快速检测方法。结果表明，5种细菌间的MVOCs存在明显差异（图1），采用特征选择算法对每种细菌的特征MVOCs进行了筛选，确定了食源性致病菌间差异明显的几种特征挥发性有机物，即大肠埃希氏菌所产生的二甲基二硫醚、吲哚和二甲基三硫醚，李斯特氏菌产生的丙酮和异丁醛，金黄色葡萄球菌产生的环戊烷，志贺氏菌产生的丙酮和二甲基二硫醚，以及鼠伤寒沙门氏菌所产生得丙酮等（图2）。

图1 标准培养基中细菌样本主成分分析处理结果。(a)细菌样本 PCA 得分图。(b)细菌样本及培养基背景样本 PCA 得分图

图2 特征MVOCs是归一化含量对比。(a)m/z=43. (b)m/z=59. (c)m/z=61. (d)m/z=69. (e)m/z=73. (f)m/z=94.(g)m/z=117. (h)m/z=126.

      对细菌生长过程中产生的MVOCs进行在线监测，结果表明不少挥发性有机物都在细菌的生长对数期被代谢出来，且不同细菌对相同 MVOCs 的代谢有相同和不同的变化趋势（图3）。

图3 热度图聚类分析结果，横坐标为监测时间(1-12h)，纵坐标为 MVOCs 离子(m/z 40-200)。(a)培养基背景(B.g)。(b)大肠埃希氏菌(E.c.)。(c)李斯特氏菌(L.i.)。(d)金黄色葡萄球菌(S.a.)。(e)志贺氏菌(S.s.)。(f)鼠伤寒沙门氏菌(S.t.)。

      最后，探究了细菌在不同食物基质中产生MVOC的过程。不同基质中培养的细菌的机器学习模型对5种细菌均表现出良好的分类性能，准确率超过0.95（表1）。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.3c01486

撰稿人：四川大学分析仪器研究中心/机械工程学院测控系 邓辅龙

责任编辑：四川大学分析仪器研究中心/机械工程学院测控系 罗泽伟