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微生物快速检测方法与设备

发布日期:2023-08-30

       食品安全作为一个关系国计民生的重大世界性公共卫生问题也备受关注。食品工业快速发展的同时,需要采取更多的技术手段对食品生产过程以及最终产品进行质量监控。从统计结果看,在众多的食品安全事件中,微生物污染是引发食源性疾病的最主要因素,因此作为卫生管理与安全性指标评价的重要手段,建立快速、准确、灵敏的现代微生物检测方法在食品安全监控中扮演着更加举足轻重的角色。

1.传统微生物检测方法的弊端

传统的国标检测方法以微生物培养为基础进行,为了探求快速高效的微生物检测方法,大家就先来了解一下传统的国标法微生物检测存在的问题:

1.1 操作复杂

常规的测试需要经过培养基配制、灭菌、倒平板,多级稀释,接种,培养,计数,分离,鉴定等多个操作步骤。测试操作复杂,为了获得准确的测试结果,操作人员的技术要求会比较高。

1.2 测试耗时长

最常规的菌落总数培养时间在48h,这是传统方法用时最少的。如果测定大肠菌群等项目,有阳性菌出现的话,整个测试时间会在9天左右。

1.3 耗材量大

基于以上的操作,传统检测方法需要消耗大量的培养基,培养品以及其他耗材。同时培养过程需要大量不同体积和温度的培养箱,能源耗费也非常高。

2.微生物快速检测技术

相对于传统检测方法,快速检测方法是指从样品制备到出具检测结果的整个检测过程能够在短时间内完成的检测方法,包括在样品制备、实验准备、操作过程中和自动化上加以简化的方法。

目前,国际上对“短时间”的共识主要在于三个方面:

1)理化指标的检测分析在2 h 内完成

2)应用于现场检查的能够在30 min 内完成

3)与传统方法相比,能够缩短1/2 或1/3 的时间

微生物快速检测设备方法主要有以下几种:

2.1 微生物快速测试片技术

微生物快速测试片由上下两层薄膜组成,下层的聚乙烯薄膜上印有网格并覆盖有细菌生长所需的培养基,上层为聚乙烯薄膜。使用时只需揭开上层薄膜,接种待测样品稀释液于下层培养基,放入培养箱培养计数即可。同时培养基中预置指示剂使目标菌落显示特殊的颜色,方便准确判读。产品包含菌落总数、大肠菌群、霉菌酵母以及多种致病菌的测试片。

2.2 免疫检测技术

免疫学检测法主要包括免疫层析法、酶免疫检测法、免疫荧光法等几种类型,应用于食品微生物检测中的免疫技术主要是以下2种:

1)ATP发光检测技术。这种检测方式主要是借助ATP 的生物特性来检测食品中的各种微生物。其原理是以荧光霉素、荧光素、氧气为底物,与食品中的微生物发生相应的化学反应,从而有效的将化学能转化为光能。该方法并不需要对食品微生物进行培养,且灵敏度较高。常见的设备是ATP荧光检测仪,该类型检测仪一般在15秒左右就能得到测试结果。

2)乳胶凝集反应,该反应实验现象较为直观,通过肉眼可以直接观察。此技术利用抗原抗体的特异性,向反应体系中加入人工合成的大分子乳胶颗粒,可以有效的直观的观察到颗粒的凝集反应,根据相应的检测结果,做好预防工作,降低食品中存在各种有害微生物的概率。这种方法大大缩短了检测时间,也减少操作人员培训时间和要求。

2.3 分子生物检测技术

分子生物学检测法中,聚合酶链式反应技术(PCR技术)和基因芯片技术最具备代表性。PCR技术是用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术,可看作是体外DNA复制,PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅扩增。该检验方法的主要优势在于特异性高,检测速度快。

基因芯片技术立足于分子生物学与微电子技术,将基因探针与芯片融合之后,通过检测系统扫描芯片,以确定是否存在某些特异状态的微生物。理论上看,生物芯片技术可以在一次实验过程中,检测出所有的潜在致病原与遗传学指标,因此在数据处理和信息提取环节,应合理分析杂交样点的定位,避免自动识别的结果受芯片影响。

2.4 传感器快速检测技术

目前我国应用于食品微生物检测中的传感器技术主要分为基因传感器以及生物传感器。其中前者主要是借助DNA序列的唯一性来有效识别食品中的微生物情况。基因传感器主要有石英晶体振荡器等,该检测技术所需时间短,工作效率较高,且实际操作较为简单,最为重要的是该试验的灵敏度较高。

生物传感器是区别于前者的一种微生物检测传感器,其主要的原理是被测物中的分子与生物接收器上的敏感材料相结合,通过化学反应产生一定的物理效应,进而通过离子强度、pH值、颜色变化等进行有效的数据分析,检测出食品中的沙门菌、金黄色葡萄球菌等。

3.微生物快速检测设备

基于以上先容的快检技术,目前已经有多种快检设备上市应用:

3.1 微生物快检测试片

虽然测试片法仍然是以培生物培养为基础的检测方法,但是它可以大大缩短检测时间、减少检验人员操作时间,并具有节省实验水电消耗、减少人员操作误差、替代玻璃器皿减少污染等特点。是受到广泛认可的微生物快检方法之一。


3.2 ATP荧光检测仪

ATP荧光检测仪具有快速、准确、灵敏、简便、可靠等优点,能在几十秒内获得检测结果。同时携带方便,适用于现场检查,快速测试。


3.3 实时光电微生物快速检测仪

实时光电微生物快速检测仪是通过监控微生物生长代谢带来的pH值改变及其他生物学反应来进行检测盒判断的。

设备可以有效减少检测时间,帮助企业加快原料和产品的筛选,超限产品提前预警,减少库存压力。适用于菌落总数、大肠菌群、霉菌酵母以及多种致病菌的检测。

3.4 致病菌分子检测系统

致病菌分子检测系统技术是DNA等温扩增和生物荧光检测技术的结合,可以全面提升操作简便性,准确性,检测速度和性价比,使致病菌检测简单而纯粹。

4.微生物快速检测的发展方向

为满足当今食品微生物安全分析的迫切需求,未来食品微生物快速检测方法的发展方向将包括:1快速;2准确;3经济;4操作方便;5多项目同时检测。

文章来源:知乎

文章链接:微生物快速检测方法与设备

文字报道:孟治材

文章编辑:董荣录


 
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