The main goal of the proposed research project is the finding of novel methods for contactless non-invasive analysis of living microorganisms (bacteria and eukaryotic cells) under relevant environmental conditions. The microorganisms suspended in liquidmedia or adherent to a solid substrate will be identified and characterized via their Raman scattering spectra that will serve as the finger prints of the cellular type and physiological state. Combination of Raman spectroscopy with optical micromanipulation and microfluidic platform will then allow carryingout this analysis on the single cell level and studying the response ofmicroorganisms to well-defined external stimuli or stress factors. Experimental data will be analyzed with appropriate data-processing algorithms and used for generating spectral library of microorganisms. Obtained results will greatly aid in fast reagent-free identification of microorganisms in the analyzed samples and assessment of their infectious potential, thus promoting the development of more efficient strategies for the infection treatment. (en)
Hlavním cílem navrhovaného výzkumného projektu je nalezení nových postupů pro bezkontaktní neinvazní analýzu živých mikroorganismů (bakterií a eukaryotických buněk) v relevantních okolních podmínkách. Mikroorganismy suspendované v kapalném médiu či přisedlé k pevnému substrátu budou identifikovány a charakterizovány prostřednictvím jejich spekter Ramanova rozptylu, která poslouží jako otisk prstu typu buňky a jejího fyziologického stavu. Kombinace Ramanovy spektroskopie s optickými mikromanipulacemi a mikrofluidní platformou pak umožní provádění těchto analýz na úrovni jednotlivých buněk a studium odezvy mikroorganismů na definované vnější stimuly či stresové faktory. Experimentální data budou analyzována prostřednictvím vhodných matematických algoritmů a využita pro vytvoření spektrální knihovny mikroorganismů. Získané výsledky významně přispějí k rychlé identifikaci mikroorganismů ve studovaných vzorcích bez vnějších činidel a zhodnocení jejich infekčního potenciálu, čímž podpoří rozvoj efektivnějších strategií pro léčbu infekcí.
V projektu byly rozvinuty nové metody identifikace a charakterizace živých mikroorganizmů, založené na Ramanově mikrospektroskopii a optických mikromanipulacích. Vědecké cíle projektu byly dosaženy a výsledky mají silný aplikační potenciál. Celkem bylo publikováno 7 prací v impaktovaných vědeckých časopisech. Projekt lze hodnotit jako splněný. (cs)
Novel methodology of identification and characterization of living microorganisms was developed based on Raman microspectroscopy and optical micromanipulations. Scientific goals of the project were achieved and it is likely that some results will find applications soon. A total of seven papers were published in good scientific journals. The project can be considered successfully completed. (en)