Rapid and Reagent-Free Method for Identification of Enterobacteriaceae Using Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared Spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Background. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy is a rapid, reagent-free technique for bacterial identification and classification. When implemented in the attenuated total reflectance ([ATR] as opposed to the commonly used transmission) mode of spectral acquisition, bacterial colonies from culture plates can be analyzed directly without any sample preparation steps, allowing for identification within minutes after initial culture. In this study, we evaluated for the first time the discriminatory power of ATR-FTIR spectroscopy for the rapid classification of Enterobacteriaceae. We demonstrate that this phenotypic fingerprinting technique can complement matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry by providing additional discriminatory capabilities. Methods. The ATR-FTIR spectra were acquired by transferring isolated colonies from MacConkey agar plates onto the ATR sampling surface of a portable ATR-FTIR spectrometer. The ATR-FTIR spectral acquisition time was ∼1 minute. Four spectra were collected for each isolate from different colonies on the same culture plate, yielding a spectral database containing approximately 1400 ATR-FTIR spectra of Enterobacteriaceae. Spectral data analysis was performed by hierarchical cluster analysis and principal component analysis in conjunction with the use of a feature selection algorithm. Results. Approximately 350 clinical isolates of Enterobacteriaceae, including Enterobacter, Klebsiella, Proteus, Citrobacter, Salmonella, and Shigella spp as well as pathogenic (Shiga toxin-producing Escherichia coli, enterohemorrhagic E coli, enteropathogenic E coli, and uropathogenic E coli) and nonpathogenic E coli, were used in this study. Genus-level and species-level classification of all the clinical isolates was achieved by multivariate statistical analysis of the FTIR data with an overall rate of correct classification exceeding 98%, including complete differentiation between E coli and Shigella spp. Further multivariate statistical analysis of the ATR-FTIR spectra of the E coli isolates yielded complete differentiation between pathogenic and non-pathogenic strains and discrimination among the 4 E coli pathotypes included in this study. Conclusion. The ATR-FTIR spectroscopy can provide a simple and rapid method for species identification of Enterobacteriaceae as well as for discrimination between E coli and Shigella spp within minutes after initial culture. Disclosures. All authors: No reported disclosures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».