ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Идентификация микроорганизмов с помощью инфракрасных Фурье-спектров

А. Ю. Сунцова1, Р. Р. Гулиев1, Д. А. Попов2, Т. Ю. Вострикова2, Д. В. Дубоделов3, А. Н. Щеголихин1, Б. К. Лайпанов5, Т. В. Припутневич3, А. Б. Шевелев1,4, И. Н. Курочкин1
Информация об авторах

1 Институт биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН, Москва, Россия

2 Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии имени А. Н. Бакулева, Москва

3 Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени В. И. Кулакова, Москва, Россия

4 Институт общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН, Москва, Россия

5 Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скрябина, Москва

Для корреспонденции: Алексей Борисович Шевелев
ул. Косыгина, д. 4, г. Москва, 119334; moc.liamtoh@a_levehs

Статья получена: 01.08.2018 Статья принята к печати: 25.08.2018 Опубликовано online: 29.09.2018
|
Рис. 1. Исходные инфракрасные Фурье-спектры бактериальных патогенов. Слева направо и сверху вниз в единицах пропускания представлены спектры A. baumannii, C. albicans, E. cloacae, E. coli, E. faecalis, E. faecium, K. pneumoniae, P. aeruginosa, S. aureus, S. epidermidis, S. marcescens
Рис. 2. Исходные Фурье-спектры после предобработки: нормализации на среднее и вычисления первой производной. Пунктирными линиями отмечены границы диапазонов, использовавшихся в анализе: 600, 1800, 2800, 3000 см-1
Рис. 3. Проекция исходных данных на линейный дискриминант (LD), полученный с помощью метода PCA-LDA. Цветами отмечены разные патогены. Для удобства восприятия спектры целевого патогена S. aureus и других разделены по оси абсцисс. Можно заметить, что группы хорошо разделяются по условию LD > 0
Рис. 4. Коэффициенты линейного дискриминанта, полученного с помощью метода PCA-LDA. Проекции на рис. 3 были получены с помощью этих коэффициентов. Коэффициенты можно интерпретировать как значимость участков со знаком, указывающим на направление влияния. Например, высокие значения исходного спектра в областях, где коэффициенты отрицательны, увеличивают вероятность того, что изолят не представляет собой целевой патоген
Рис. 5. Проекция на линейный дискриминант, разделяющий штаммы S. aureus с фенотипами MSSA и MRSA. Красным отмечены проекции спектров штаммов MSSA, синим MRSA. Группы не разделяются со 100% точностью, однако 80% точек разделяются правильно по условию LD > 0
Таблица. Предсказанная вероятность присутствия в образце S. aureus