Aplicações das técnicas de espectroscopia de FTIR, de Raman e de RMN para a identificação e para o diagnóstico bacteriano
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Monografia de especialização
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Primeiro orientador
Membros da banca
Adolfo Henrique Moraes Silva
Bruno de Paula Oliveira Santos
Bruno de Paula Oliveira Santos
Resumo
Os métodos tradicionais para diagnóstico bacteriológicos são conhecidos por sua demora e complexidade, demandando geralmente de 4 a 5 dias para a identificação bacteriana. Além disso, essas abordagens requerem considerável mão de obra e recursos materiais, incluindo o estoque de substâncias sensíveis como antibióticos. A espectroscopia tem recebido destaque na identificação microbiológica, com técnicas como FTIR, Raman e RMN. Estudos demonstraram a eficácia dessas ferramentas na identificação e teste de sensibilidade a antibióticos, com pouca preparação da amostra. Essas técnicas, aliadas à inteligência artificial, prometem resultados mais rápidos, possibilitando diagnósticos em questão de horas ou até minutos. Por outro lado, a utilização da espectroscopia vibracional (FTIR e Raman) e de RMN para diagnóstico bacteriano ainda são pouco conhecidos e utilizados no Brasil. Dessa forma, analisamos de maneira abrangente a relevância e a aplicação da espectroscopia FTIR, Raman e RMN em bacteriologia, por meio de uma revisão detalhada da literatura. Após uma pesquisa detalhada no PubMed, identificamos 9 artigos sobre FTIR, 62 sobre espectroscopia Raman e 6 sobre RMN relacionados à bacteriologia. As três técnicas apresentam vantagens significativas em relação aos métodos tradicionais, como velocidade de diagnóstico, precisão e sensibilidade. É interessante notar que a espectroscopia Raman se destaca com um maior número de trabalhos publicados, sugerindo avanços significativos nas metodologias de separação e identificação bacteriológica.
Abstract
Traditional methods for bacteriological diagnosis can be time-consuming and laborintensive, taking 4 to 5 days for bacterial identification. In addition to the lengthy
diagnostic period, traditional methodologies require a significant workforce and
materials, including the stock maintenance of sensitive substances such as antibiotics.
Spectroscopy has been highlighting in microbiological identification, including
techniques like FTIR, Raman, and NMR spectroscopy. Numerous studies in the
literature report the utilization of these tools for both identification and antibiotic
sensitivity testing, requiring minimal sample preparation. Spectroscopy techniques
combined with artificial intelligence promise faster outcomes, capable of delivering
results within hours or even minutes. However, the use of vibrational spectroscopy
(FTIR and Raman) and NMR for bacterial diagnosis is still relatively unknown and
underutilized in Brazil. Therefore, we comprehensively analyzed the relevance and
applicability of FTIR, Raman, and NMR spectroscopy in bacteriology studies through
a detailed literature review. After conducting specific term searches on the PubMed
platform, 9 articles with FTIR, 62 articles utilizing Raman spectroscopy, and 6 articles
employing NMR for bacteriology studies were selected. The three spectroscopies have
advantages over traditional methodologies. Among these advantages, speed of
diagnosis stands out, allowing for a more efficient and rapid start of treatment while
maintaining excellent accuracy, sensitivity, and selectivity. As evident from the number
of articles, Raman spectroscopy has more published works compared to other
spectroscopies, indicating more advancements in bacterial separation and
identification.
Assunto
Microbiologia, Bacteriologia, Espectroscopia
Palavras-chave
bacteriologia, espectroscopia, FTIR, Raman, RMN, diagnóstico