微生物檢驗技術(shù)的研究進展

劉濱思

(黑龍江省中醫(yī)藥科學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150060)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,微生物的檢驗技術(shù)也得到了前所未有快速的發(fā)展,橫向來說,微生物檢驗技術(shù)已經(jīng)不局限于傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法,而是朝著多樣化的方向發(fā)展,出現(xiàn)了電阻抗技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)、微量生化技術(shù)、儀器法等方法；縱向來說,新技術(shù)手段、新儀器不斷得到應(yīng)用,隨著學(xué)者們不斷的探索,將會出現(xiàn)檢驗結(jié)果更加精確、檢測速度更快的微生物檢驗新技術(shù)。

1 微生物檢驗技術(shù)的研究現(xiàn)狀

當(dāng)前微生物檢驗技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用的典型方法有電阻抗法、分子生物學(xué)技術(shù)、微量生物法、快速酶觸反應(yīng)及代謝產(chǎn)物的檢測技術(shù)以及儀器法等。

1.1 電阻抗法

電阻抗法是食品微生物檢驗中一種較為常用的方法,有著檢驗準(zhǔn)確率高、便于操作等優(yōu)點,廣泛用于檢驗細菌總數(shù)、細菌類型(霉菌、大腸桿菌、酵母菌、沙門氏菌等)。電阻抗法的檢驗原理主要是基于細菌的代謝改變培養(yǎng)基的電阻抗,而每種細菌在相同培養(yǎng)條件下的熬點能力是不同的,通過阻抗的變化來判定細菌的種類和數(shù)量。具體檢驗過程為:將細菌置于培養(yǎng)基中,在一定的條件下使其生長繁殖,并由不帶電的大分子化合物如蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等逐漸代謝成為帶有電荷的小分子化合物,如胺類、尿酸等,由此使培養(yǎng)基的導(dǎo)電性得到一定程度的增加,通過測試培養(yǎng)基的電阻抗隨時間的變化情況,并同時做未培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基的對照實驗,同時繪制兩組數(shù)據(jù)的阻抗曲線圖,通過與計算機內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)細菌阻抗圖譜進行比對和分析,來確定細菌的類型和數(shù)量。

1.2 微量快速生化法

微量快速生化法創(chuàng)始于上世紀(jì)四十年代后期,到現(xiàn)今成為一種主要的微生物檢驗方法,優(yōu)點是方便、快捷、結(jié)果可靠。微量快速生化法主要是借助于一種微生物鑒定用試劑盒為工具,該試劑盒根據(jù)需求不同內(nèi)置有若干個含有干燥培養(yǎng)基的微管,在檢驗微生物時可將經(jīng)過預(yù)處理的微生物液滴滴入微管中,這些微生物在培養(yǎng)基上發(fā)生酶促反應(yīng),隨著反應(yīng)時間的增加培養(yǎng)基的顏色逐漸變化,通過記錄數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸入計算機內(nèi)置專業(yè)分析軟件內(nèi),經(jīng)分析得出結(jié)論。

1.3 分子生物學(xué)技術(shù)

分子生物學(xué)技術(shù)是隨著生命科學(xué)和化學(xué)逐步發(fā)展而形成的一種新型技術(shù),在微生物檢驗中,可以在分子水平上分析微生物的線性結(jié)構(gòu)來判定微生物的種類,是一種較為高端前沿的微生物檢驗技術(shù),有著分析結(jié)果準(zhǔn)確、敏感度高、特異性好、精度高等優(yōu)點,缺點就是對實驗設(shè)備及操作要求較高,方法較為復(fù)雜。在微生物檢驗中常見的分子生物學(xué)技術(shù)有核酸雜交法、質(zhì)粒DNA圖譜分型技術(shù)、聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)、染色體DNA限制性內(nèi)切酶分析技術(shù)等等,本文僅選擇核酸雜交法作為研究對象,力求起到窺一斑而見全豹的作用。

核酸雜交法是在基因探針法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,基因探針技術(shù)原理是基于基因的最小分子DNA或RNA結(jié)構(gòu)中堿基的特異性配對,采用相應(yīng)細菌的已知DNA序列進行同位素標(biāo)記,加入到經(jīng)過解旋的待測定DNA樣品中,根據(jù)最終得到的雙鏈DNA數(shù)量確定菌種數(shù)量及種類。對于具有DNA的細菌而言,其遺傳物質(zhì)為DNA,對于只存在RNA的細菌,其遺傳物質(zhì)為RNA,因此微生物檢測的基因探針又分為DNA或者RNA探針。核酸雜交法很好的解決了微生物檢測的特異性以及敏感性問題,但是探針的制備復(fù)雜,影響其實際應(yīng)用。

1.4 快速酶觸反應(yīng)及代謝產(chǎn)物的檢測技術(shù)

由于細菌在生長繁殖的過程中不斷合成和釋放出某些特異性的酶,因此可以根據(jù)這些酶的特性選擇相應(yīng)的底物和指示劑,將其放置于培養(yǎng)基中培養(yǎng),觀察顏色的變化,從而判斷出細菌的總數(shù)以及細菌的種類,可用于微生物細菌計數(shù)以及微生物種屬的快速確定。

1.5 儀器分析監(jiān)測法

儀器分析法主要有氣相色譜法、mini-VIDAS法、Vietk-AMS法等,其中mini-VIDAS法與Vietk-AMS法自動化程度較高,但尚未得到廣泛應(yīng)用。本文主要以較為常用的氣相色譜分析法為研究對象。在微生物檢驗中,氣象色譜法是利用微生物在氣象色譜儀上得到的色譜圖來分析微生物的方法。該方法由于是先分離后檢測的特定方法,因此比較適用于多組分樣品的檢驗,如微生物種類較多的場合。其工作原理是是將微生物細胞經(jīng)過水解、甲醇分解、提取以及硅烷化、甲基化等衍生化處理后,使之分離盡可能多的化學(xué)組分供氣相色譜儀進行分析,得到色譜圖,該色譜圖中的大部分峰均是各種微生物的共性峰,因此這部分峰不在研究范圍內(nèi),而每種微生物除了產(chǎn)生共性峰外,還會出現(xiàn)少量的特征峰,并且所有微生物的特征峰均出現(xiàn)在一張色譜圖上,這些特征峰可用來堅定微生物的種類,具有效率高、精度高的特點,常用作細菌、霉菌以及酵母菌等的檢驗。

2 微生物檢驗技術(shù)的展望

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各個學(xué)科領(lǐng)域都發(fā)生了翻天覆地的變化,而且隨著時間的推移科學(xué)發(fā)展的速度會越來越快,因此作為食品安全與疾病防治基礎(chǔ)工作的微生物檢驗技術(shù)也會發(fā)生翻天覆地的變化。預(yù)計在未來的工作中,微生物檢驗技術(shù)將與各領(lǐng)域的前沿技術(shù)間的結(jié)合更加緊密,例如計算機軟件、硬件技術(shù)、生命科學(xué)技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、原子物理技術(shù)等,并形成多學(xué)科為支撐體系的新的檢驗方法。微生物檢驗技術(shù)未來的發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)是:第一,高檢驗效率；第二,檢驗快速；第三,高精度和高靈敏度；第四,高度自動化等。

3 結(jié)語

微生物檢驗技術(shù)方法有很多,每種方法都有各自的優(yōu)缺點。而今,微生物檢驗技術(shù)正朝著多樣化、自動化的方向發(fā)展,作為科研工作者,除了要與時俱進,不斷掌握新的檢測技術(shù)并應(yīng)用于實踐外,還要勇于創(chuàng)新,借助于當(dāng)代其他學(xué)科的前沿技術(shù),努力開發(fā)出檢驗精度更高、速度更快、操作更加簡便、檢驗結(jié)果更加可靠的微生物檢驗方法,為人類的食品安全、疾病防治等事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻。

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