近红外光谱作为一种无损检测技术被广泛应用于农业、制药、食品等领域的多组分品质快速监测。微生物种类繁多、数目庞大、无处不在，与人类生产生活有着十分密切的关系。微生物既可以作为食品、调味品中的发酵剂，也可能使食物变质、人类感染病菌、破坏药物有效成分。因此，为了防范和控制微生物的危害，微生物的快速准确检测尤为重要。这在临床诊断、制药和食品加工等领域一直是个难题。
目前常用的微生物检测技术，主要包括传统生化方法、色谱技术、显色培养基技术、链式反应检测技术、核酸探针检测技术、电阻抗检测技术和免疫分析检测技术等。这些技术虽然检测准确度很高，但都存在一定的局限性。微生物菌体细胞壁、细胞膜及细胞内生物大分子和水的近红外光谱具有高度特异性，使用近红外光谱技术可以快速识别和分类不同的微生物，具有操作简单、分析速度快、对检测人员专业要求低、分析过程无污染等优点，在微生物检测领域展现出了巨大的应用潜力。
据麦姆斯咨询报道，近期，江苏大学陈斌教授团队等在《光谱学与光谱分析》期刊上发表了以“近红外光谱技术在微生物检测中的应用进展”为主题的文章。陈斌教授主要从事近红外光谱分析、分子光谱在食品品质检测中应用等研究工作。
这项研究主要通过对相关文献的归纳整理与分析提炼，对近红外光谱技术在微生物检测中的研究进展进行综述。对微生物的基本知识和近红外光谱技术鉴定微生物的基本原理进行了介绍，并重点综述了近红外光谱技术在微生物分类、食源性微生物检测和成像微生物检测等方面的国内外研究进展，最后对近红外光谱技术目前存在的问题和未来的应用前景进行总结，以期为今后在微生物检测领域更好地利用近红外光谱提供参考。
近红外光谱主要测量分子振动的倍频及合频吸收，包含了绝大多数类型有机物组成和分子结构的丰富信息。近红外光谱技术通过读取微生物菌体细胞壁、细胞膜及细胞内生物大分子和水的化学键振动情况，可提供整个微生物菌体生化组成成分的光谱定性定量信息，因此可以区分生化信息上的差别。此外，由于倍频与合频吸收强度弱、吸收带较宽且重叠严重，导致近红外光谱解析困难，必须结合化学计量学技术，才能实现对微生物的检测。
这项研究在综述了近红外光谱技术检测微生物在国外的研究发展状况后，详细介绍了国内近红外微生物检测研究的发展情况。与国外相比，国内关于近红外光谱微生物检测的研究起步较晚，最早为2008年刘建学等研究人员使用近红外光谱快速预测了原料乳中大肠菌群。目前国内关于近红外光谱微生物检测的文献主要集中在不同细菌分类、食源性致病菌检测以及粮食中产毒真菌检测等三方面。
近红外光谱技术作为一种新型的分析技术，目前已经可以实现10CFU·mL⁻¹的极低浓度水平下食源性致病菌的检测，满足部分食品安全国家或行业标准中100CFU·mL⁻¹（CFU·g⁻¹）微生物限量的检测需求，在食品安全领域具有广阔的应用前景。近红外光谱技术结合化学计量学软件可以实现食品生产和加工中微生物的在线检测，缩短检测时间，提高生产效率。近红外光谱用于微生物鉴别和分类时，在将来的临床检测中，可以节约大量的人力、物力和财力，并为寻找合适的抗菌药物提供了依据，缩短对病人的确诊时间，减缓病人的痛苦。
然而，开展近红外光谱技术在微生物检测领域的应用研究，还任重而道远。（1）必须制定规范化和标准化的样品制备和操作流程，这样才能实现不同微生物实验室的数据互通和实验重现性，进而实现近红外光谱技术在微生物检测领域的大规模应用；（2）目前还没有一个成熟的关于微生物检测的近红外光谱模型数据库，而近红外光谱定性和定量分析几乎完全依赖于数据库；（3）由于传统红外仪器设计理念的问题，处于近红外和中红外结合区域的2000-3000nm（5000-3333cm⁻¹）范围的电磁波，FT-NIR仪器和FT-IR仪器在这一区域受到光源种类、分光器件基础材料、探测器类型等诸多因素的影响，仪器的信噪比都非常低，而2000nm以上波长区域恰恰是生物大分子光谱信息最丰富的区域，因此如果有专门针对这一波段优化设计的光谱仪器，相信会有助于微生物的定性和定量分析。
该项目获得国家重点研发计划项目（2018YFE0196600）、中国博士后科学基金项目（2020M670131）、北京市博士后工作经费资助项目（2020-ZZ-045）的支持。该文章第一作者为北京京仪集团有限责任公司博士后工作站博士后田燕龙。
