微生物會在生物組織表面形成有利于其生存的生物膜姚详。細菌在齦下區(qū)域積聚并形成生物膜可引起牙齦炎和其他牙周感染問題。因此，研究微生物組成和生物膜結構有助于了解口腔疾病的發(fā)生機制蚊俺。

寶潔公司 (Procter & Gamble) 和德國弗勞恩霍夫界面技術與生物工程研究所 (Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology) 的研究人員使用雷尼紹inVia?顯微拉曼光譜儀，通過共焦顯微拉曼光譜技術和多元分析逛万，預測并分離了生物膜模型中的兩種齦下細菌泳猬。研究人員采集了兩種早期定殖細菌的光譜，即齒垢放線菌和口腔鏈球菌宇植。他們從每個菌株的單物種生物膜上采集了300個光譜得封，并揭示了細菌物種之間的峰值強度差異。然后颗屏，他們采用主成分分析法 (PCA) 將這兩個細菌物種分成兩個明顯不同的菌群奈揩。

齒垢放線菌單物種生物膜和口腔鏈球菌單物種生物膜的平均拉曼光譜。絕對差異光譜揭示了這兩種光譜之間的差異卑托。PCA得分圖分離了這兩個細菌物種效蝎。

· 細菌物種的拉曼分析 ·

利用PCA方法清楚地分離了這兩個細菌物種之后，研究人員從一個包含齒垢放線菌和口腔鏈球菌的樣本中采集了拉曼圖像势粱。這兩個細菌物種在載玻片上彼此相鄰生長腰燕，研究人員使用共焦顯微拉曼光譜技術針對它們的交界區(qū)域生成了拉曼圖像。他們通過聚類分析識別和分離了細菌食土，并在這兩個細菌物種的交界處生成了一條明確的邊緣衔帚。為了驗證拉曼圖像，研究人員還對相同的樣本區(qū)域進行了形態(tài)分析医熊。這種技術是根據細菌的形狀（桿形與球形）分離細菌浴魏。形態(tài)分析揭示了這兩個細菌物種之間有一條同拉曼分析一樣的明確界限，因此驗證了拉曼分析蚯唱。

齒垢放線菌和口腔鏈球菌的分布分析文宜。相同樣本區(qū)域的形態(tài)分析與拉曼分析的直接對比唉侄。

研究人員使用共焦顯微拉曼光譜技術分析了人工培養(yǎng)的細菌生物膜上的15個隨機區(qū)域。他們通過聚類分析分離了每個區(qū)域中的A齒垢放線菌和口腔鏈球菌野建，并直觀呈現了每個細菌物種的分布情況。通過對比拉曼分析數據與形態(tài)分析數據恬叹，他們再次驗證了兩個細菌物種的分離特性候生。他們將通過這兩種分析技術獲得的圖像疊加在一起，并將兩種技術都沒有分類的區(qū)域標記為藍色绽昼。盡管這兩種分析技術在菌群的邊緣上存在一些差異唯鸭，但針對所有樣本區(qū)域都正確識別了主要菌群。這證實了拉曼光譜技術可以有效確定雙物種生物膜中的細菌覆蓋率硅确。

雙物種生物膜中齒垢放線菌和口腔鏈球菌的分布分析目溉。形態(tài)分析與拉曼分析的直接對比。疊加圖像顯示了形態(tài)分析與拉曼分析之間在物種分類方面存在差異的區(qū)域（藍色）菱农。

· 結論 ·

共焦顯微拉曼光譜技術為研究生物膜提供了一種經濟實惠的無損分析方法缭付。利用拉曼技術生成的化學指紋可揭示生物膜的組成和結構。隨后還可通過多元分析基于微小差異有效分離不同的光譜循未。因此陷猫，拉曼光譜技術有助于加深對口腔疾病進展的了解。

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（雷尼紹Renishaw）

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