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傅里叶红外光谱（FT-IR）在微生物检测中的应用主要通过分析微生物细胞内组分的红外吸收特征实现快速分型。将红外光谱应用于微生物学的想法利用了这样一个事实，即细胞中的所有生物分子都可以通过吸收红外辐射而被激发振动。由于这些分子中存在单键，且各分子的结构不同，每种分子都会获得特征性的指纹吸收谱图。尽管细菌是由许多不同种类的分子组成的非常复杂的系统，但它们在结构、功能和组成上存在显著差异。正如单分子会产生特定的光谱模式，不同类型的细菌也会产生特定的光谱指纹。
由于微生物红外光谱图是细胞组分的光谱图，呈现的是宽峰、轮廓线，化学信息埋藏于轮廓线中，虽然主要吸收峰可以进行归属，但对于微生物的鉴别来说，不可能进行完全的结构确证，因此需要借助化学计量学的方法实现区分和鉴别。
FTIR还可以通过将未知光谱与参考库的光谱进行比较，在物种甚至菌株水平上进行鉴定。不同于其他微生物鉴定方法，FT-IR法只需一步培养，测量和评价也无消耗品或试剂，对样品的测量和鉴别只需1分钟。
样品制备、测量与评价
◆ 1-微生物取样：由于许多微生物在琼脂平板上可重复生长，因此第一步是找到正确的培养条件。采用在琼脂平板上培养细胞这一简单而常见的技术，可实现便捷的样品制备。例如，细菌先在琼脂平板上不同细胞密度的象限中培养16-24小时，可获得非常可靠的结果。仅从第三象限采集菌落。研究发现，该方法成功的关键在于收集条件的标准化以及琼脂平板上细菌生长的一致性。也可以进行一些改进，(如改用液体培养基、或改变培养时间/温度)。但须确保所有测量均在相同条件下进行，以获得可靠结果。
◆ 2-细菌测量技术：用于微生物鉴定的技术需要简单且具有很高的可重复性。当微生物溶液缓慢干燥时，微生物细胞会产生固体生物膜。通过优化这一过程，得到了一种易于操作的样品制备程序，并且满足红外测量所需的可重复性。红外光穿透生物膜，被细胞中存在的不同分子部分吸收，产生每种被测菌株特有的化学指纹。
谱库的建立
对于FT-IR微生物鉴定，我们最关心的问题是结果的准确度，其关键取决于参考谱库的质量。微生物的谱库不同于一般的谱库，为了保证结果的可靠性，需要在标准化的条件下建立系统化的谱库。
首先，需要确保微生物的可重复培养。培养基，培养条件(如时间，温度)和样品预处理对红外光谱都有影响，因此这些条件需要制作标准化操作规程。
其次，样品预处理过程中的非同源性和变异性(如样品量、菌膜的干燥程度等)以及测量因素(如样品呈颗粒引起的光散射等)都会影响红外光谱图。 因此需要对同一样品进行多次测量，以确保红外光谱图的重现性。
第三，进行红外鉴定的未知样品的可信度是建立在参考光谱的谱库可信度的基础之上。因此参考菌株必须使用可靠的方法鉴定。否则，谱库中的不正确信息会导致最终鉴定结果的偏差。将多个显著的光谱区域组合起来，可构建已知细菌菌株的数据库。为了对未知细菌进行分类和鉴定，将光谱信息与已知细菌的参考数据库进行比较，显示光谱模式与未知菌株匹配的微生物。不同微生物光谱的相似度也可以用树状图的形式进行图形化描述。
未知菌株谱与数据库的一般比较
在树状图中，未知菌株的光谱与假单胞菌光谱显示出高度相似性。为了鉴定，可以将未知细菌的光谱与现有库进行比对，并以命中值显示相似度。两种假单胞菌的命中值均较低，证实了该未知菌株为假单胞菌。荧光假单胞菌的命中值低于该组的阈值。这表明未知菌株属于荧光假单胞菌属。为了在菌株水平上进行进一步鉴定，应将未知的假单胞菌菌株与仅包含假单胞菌菌种光谱的参考数据库(子库)进行比对。
应用案例
◆ 药品污染菌检测：可快速鉴别大肠埃希菌 、 金黄色葡萄球菌等六类控制菌，检测时间缩短至3小时内。
◆ 口腔微生物研究：对50株口腔菌株进行分类，特征吸收峰区域为3000-2800cm⁻¹、1500-1400cm⁻¹、1200-900cm⁻¹，聚类结果与标准菌株高度一致。
小结：
FTIR为微生物菌株分型提供了一种快速、高通量、非破坏性（不会损坏或改变样品）、环保、成本效益高且省时的工具，使其非常适合食品微生物学、流行病学和临床诊断中的各种应用。
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