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傅里葉紅外光譜（FT-IR）在微生物檢測中的應用主要通過分析微生物細胞內組分的紅外吸收特征實現快速分型。將紅外光譜應用于微生物學的想法利用了這樣一個事實，即細胞中的所有生物分子都可以通過吸收紅外輻射而被激發振動。由于這些分子中存在單鍵，且各分子的結構不同，每種分子都會獲得特征性的指紋吸收譜圖。盡管細菌是由許多不同種類的分子組成的非常復雜的系統，但它們在結構、功能和組成上存在顯著差異。正如單分子會產生特定的光譜模式，不同類型的細菌也會產生特定的光譜指紋。
由于微生物紅外光譜圖是細胞組分的光譜圖，呈現的是寬峰、輪廓線，化學信息埋藏于輪廓線中，雖然主要吸收峰可以進行歸屬，但對于微生物的鑒別來說，不可能進行完全的結構確證，因此需要借助化學計量學的方法實現區分和鑒別。
FTIR還可以通過將未知光譜與參考庫的光譜進行比較，在物種甚至菌株水平上進行鑒定。不同于其他微生物鑒定方法，FT-IR法只需一步培養，測量和評價也無消耗品或試劑，對樣品的測量和鑒別只需1分鐘。
樣品制備、測量與評價
◆ 1-微生物取樣：由于許多微生物在瓊脂平板上可重復生長，因此第一步是找到正確的培養條件。采用在瓊脂平板上培養細胞這一簡單而常見的技術，可實現便捷的樣品制備。例如，細菌先在瓊脂平板上不同細胞密度的象限中培養16-24小時，可獲得非常可靠的結果。僅從第三象限采集菌落。研究發現，該方法成功的關鍵在于收集條件的標準化以及瓊脂平板上細菌生長的一致性。也可以進行一些改進，(如改用液體培養基、或改變培養時間/溫度)。但須確保所有測量均在相同條件下進行，以獲得可靠結果。
◆ 2-細菌測量技術：用于微生物鑒定的技術需要簡單且具有很高的可重復性。當微生物溶液緩慢干燥時，微生物細胞會產生固體生物膜。通過優化這一過程，得到了一種易于操作的樣品制備程序，并且滿足紅外測量所需的可重復性。紅外光穿透生物膜，被細胞中存在的不同分子部分吸收，產生每種被測菌株特有的化學指紋。
譜庫的建立
對于FT-IR微生物鑒定，我們最關心的問題是結果的準確度，其關鍵取決于參考譜庫的質量。微生物的譜庫不同于一般的譜庫，為了保證結果的可靠性，需要在標準化的條件下建立系統化的譜庫。
首先，需要確保微生物的可重復培養。培養基，培養條件(如時間，溫度)和樣品預處理對紅外光譜都有影響，因此這些條件需要制作標準化操作規程。
其次，樣品預處理過程中的非同源性和變異性(如樣品量、菌膜的干燥程度等)以及測量因素(如樣品呈顆粒引起的光散射等)都會影響紅外光譜圖。 因此需要對同一樣品進行多次測量，以確保紅外光譜圖的重現性。
第三，進行紅外鑒定的未知樣品的可信度是建立在參考光譜的譜庫可信度的基礎之上。因此參考菌株必須使用可靠的方法鑒定。否則，譜庫中的不正確信息會導致最終鑒定結果的偏差。將多個顯著的光譜區域組合起來，可構建已知細菌菌株的數據庫。為了對未知細菌進行分類和鑒定，將光譜信息與已知細菌的參考數據庫進行比較，顯示光譜模式與未知菌株匹配的微生物。不同微生物光譜的相似度也可以用樹狀圖的形式進行圖形化描述。
未知菌株譜與數據庫的一般比較
在樹狀圖中，未知菌株的光譜與假單胞菌光譜顯示出高度相似性。為了鑒定，可以將未知細菌的光譜與現有庫進行比對，并以命中值顯示相似度。兩種假單胞菌的命中值均較低，證實了該未知菌株為假單胞菌。熒光假單胞菌的命中值低于該組的閾值。這表明未知菌株屬于熒光假單胞菌屬。為了在菌株水平上進行進一步鑒定，應將未知的假單胞菌菌株與僅包含假單胞菌菌種光譜的參考數據庫(子庫)進行比對。
應用案例
◆ 藥品污染菌檢測：可快速鑒別大腸埃希菌 、 金黃色葡萄球菌等六類控制菌，檢測時間縮短至3小時內。
◆ 口腔微生物研究：對50株口腔菌株進行分類，特征吸收峰區域為3000-2800cm?¹、1500-1400cm?¹、1200-900cm?¹，聚類結果與標準菌株高度一致。
小結：
FTIR為微生物菌株分型提供了一種快速、高通量、非破壞性（不會損壞或改變樣品）、環保、成本效益高且省時的工具，使其非常適合食品微生物學、流行病學和臨床診斷中的各種應用。
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