可穿戴无接触式荧光成像系统在病原菌卟啉检测中的临床应用研究

研究人员针对伤口感染病原体快速检测需求，开发了基于405 nm激发/430 nm接收的REVEAL FC可穿戴荧光成像系统。通过分析15种细菌和2种真菌在Porphyrin Test Agar和血琼脂平板上的卟啉自发荧光特性，证实该系统可实时、无创检测病原微生物代谢标志物，为临床感染诊断提供新技术方案。

　　

在临床感染诊疗中，快速准确地识别伤口病原体一直是重大挑战。传统微生物培养耗时长达48-72小时，而分子检测又依赖复杂设备。更棘手的是，采样过程可能造成二次污染。有没有一种方法能像"微生物X光机"那样，直接"看见"伤口里的病原菌？答案或许藏在卟啉（porphyrin）这种特殊代谢物里——当细菌合成血红素时，这种物质会发出独特的红色荧光。

美国罗格斯大学沃克斯曼微生物研究所（Waksman Institute of Microbiology, Rutgers University）的Junhong Sun团队在《Journal of Microbiological Methods》发表创新研究。他们设计了一款名为REVEAL FC的可穿戴成像系统：405 nm紫色激发头灯配合430 nm发射滤光眼镜，重量轻到可以像头戴式矿灯那样操作。研究人员测试了15种常见伤口感染细菌和2种真菌，发现14种菌在Porphyrin Test Agar上、9种在血琼脂平板上均显示红色荧光，这与它们合成卟啉的能力高度吻合。

关键技术包括：1）使用Remel Porphyrin Test Agar和血琼脂双培养基对比；2）REVEAL FC系统进行需氧/厌氧条件下的持续荧光监测；3）针对皮肤、口腔及多部位感染菌株的广谱筛查。

【Abstract】

研究证实卟啉荧光可作为通用生物标志物，14/15测试菌株在专用培养基上产生明显信号。

【材料与方法】

采用分层实验设计：先通过Porphyrin Test Agar验证基础荧光特性，再用临床更常用的血琼脂验证实用性。REVEAL系统的轻量化设计（含405 nm激发光源和430 nm接收滤光片）实现了无接触成像。

【结果】

1）专性需氧菌荧光强度普遍高于兼性厌氧菌；2）铜绿假单胞菌等机会致病菌在两种培养基上均显示强信号；3）血琼脂上的阳性率（9/15）表明该系统适用于常规培养基。

该研究开创性地将可穿戴技术引入微生物检测领域。REVEAL系统不仅能实时指导清创手术范围，其无接触特性还可降低采样污染风险。特别值得注意的是，在血琼脂上的检出能力意味着可直接应用于临床实验室常规培养流程。未来通过优化激发/接收波长组合，该系统有望扩展至其他代谢标志物的检测，成为"微生物代谢可视化"的重要工具。