当前，基于培养原理的病原鉴定和药敏检测一般需要花费2~3天，能否快速、精准地明确病原学诊断并指导临床有效治疗，对避免抗生素滥用、减少细菌耐药性以及降低感染性疾病病死率具有重要意义。临床单细胞拉曼药敏快检仪（CAST-R）是基于重水饲喂单细胞拉曼光谱的药敏检测仪器，对于大多数微生物分离株，全流程可在3小时内完成，仅为目前检测时长的1/10。另外，CAST-R在单个细胞精度进行药敏性检测，因此不依赖于培养，还能揭示异质性耐药。

原理：当代谢活跃的细胞利用氘标记的水分子（重水）时，氘原子会参与细胞脂质合成过程，形成C-D键并替换原有的C-H键，且氘峰替换率（C-D Ratio）与细胞代谢活性线性相关。这一过程可通过单细胞拉曼光谱定量检测。因此，通过比较抗生素处理下的单细胞拉曼光谱之C-D Ratio变化，可以在单个细胞精度检测抗生素作用下的代谢活性强弱，从而实现免培养的耐药性快检。基于这个原理，单细胞中心提出了“MIC-MA”指数这一全新的临床药敏和抗菌药效指标。MIC-MA代表每一个病菌细胞的代谢活性彻底被抑制的最低药物剂量。CAST-R即通过测量细胞的“MIC-MA”指数，实现细胞药敏性的实时、快速、无损检测。