Standardization and internal validation of a bacteria identification method utilizing focal-plane-array fourier transformed infrared spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Food-borne diseases collectively affect significant portions of the world's population. In Canada recent food-borne outbreaks and diseases resulted in significant expenses and resource allocations. Consequently, finding methods that can detect and identify microorganisms in faster, reliable and cost effective ways is a pressing need. Microbial identification methods based on the infrared spectral analysis of microorganisms have been shown to be potentially viable. The recent development of focal plane array Fourier transform infrared (FPA-FTIR) spectroscopy provided the means of acquiring thousands of infrared spectra in the time it takes to record a single spectrum. The increased number of infrared spectra of each organism provides infrared-based microbial differentiation and identification methods with added reliability. Accordingly, we generated a comprehensive standardized and internally validated the FPA-FTIR based bacteria identification method. All infrared spectra were collected from bacterial colonies, lifted from agar and deposited on zinc selenide (ZnSe) slides, on a Agilent Excalibur FTIR spectrometer equipped with a UMA-600 infrared microscope and a 32 x 32 (1024 pixels) mercury-cadmium-telluride focal-plane-array detector and operated under Resolutions Pro 4.0 software (Agilent Technologies, Melbourne, Australia). The effect of growth media formulations, growth time and inactivation techniques on the spectral reproducibility of microorganism was tested. Most of these variables showed some degree of influence on spectral variability, therefore a single combination of these was recommended in the form of a laboratory protocol for consistent microbial preparations. This enabled the construction of a comprehensive spectral database including spectra from 180 different microbial strains. The FPA-FTIR based method was assessed for the discrimination of Campylobacter jejuni and C. coli isolated from poultry. The method was also evaluated as a tool for the identification of Escherichia coli and Listeria monocytogenes strains isolated from deliberately inoculated food matrices. In all cases identification of bacteria based on their FPA-FTIR spectra was highly reliable and comparable to standard methods of bacteria identification; provided that the unknown bacteria samples and reference strains were prepared in a consistent manner, and that appropriate spectral databases were employed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,020 | 0,015 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,002 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».