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酶检测技术论文

发布时间:2023-03-11 10:17

酶检测技术论文

改良碱性磷酸酶染色法
[日期:2008-08-11] 来源: 作者:乔海兵,邢开宇
【关键词】 碱性磷酸酶染色法

1939年Gomori首次提出碱性磷酸酶组织化学染色法用于哺乳动物神经系统血管内皮,1951年Gomori修改了自已的 方法 ,并称为“钙钴法”。1984年Bell在Gomori碱性磷酸酶染色法的基础上进行了改良,用于人脑海马和距状裂区的毛细血管取得成功〔1〕。本文以Bell法为基础,对其法的某些步骤进行了简化和改良, 应用 于脑微血管的 研究 ,同时可以显示出脑微动脉、微静脉。现将此法介绍如下。

1 原理

此方法为金属阳离子沉淀法。以β甘油磷酸钠为底物,在酶的作用下,产生磷酸离子与钙离子形成磷酸钙为第一反应产物。经硝酸铅处理变为磷酸铅沉淀,为第二反应产物。两种反应产物均易解离,进一步用稀硫化铵处理,形成稳定的硫化铅颗粒,沉淀于微血管内皮中,光镜下呈黑色〔2〕。

2 方法

2.1 取材

标本在24 h内取出,切成2 cm×2 cm×2 cm的组织块,放入4 ℃冰箱中保存。尽快放入固定液中固定24 h以上。

新鲜固定液的配制:无水氯化钙 5 g;巴比妥纳 2.5 g;纯甲醛液 5 ml;蒸馏水 488 ml。

2.2 脱水

组织固定好之后,移入70%的酒精24 h,依次移入85%酒精4 h,无水酒精,丙酮(1∶1)溶液4 h,无水酒精,乙醚(1∶1)溶液中4 h。

2.3 包埋

将脱水之后的组织块修整,移入5%的火棉胶溶液中浸泡包埋,放入4 ℃冰箱中,1周后可成块。

2.4 切片

切片厚度在60 μm左右,置入75%酒精中。
2.5 孵化

将切片放入孵化液中,在37 ℃恒温箱内孵化2 h~4 h。孵化液的配制:β甘油磷酸钠1.2 g;无水氯化钙1.96 g;巴比妥钠1 g;蒸馏水200 ml。

2.6 染色

将孵化好的切片快速更换3次蒸馏水,马上置入1.5%硝酸铅溶液中5 min,快速更换3次蒸馏水,然后放入2%硫化铵溶液中3 min,再快速更换3次蒸馏水。

2.7 裱片、脱水、封片

裱片后脱水,二甲苯透明封片。

3 改良措施

取材要新鲜,以免降低血管内皮碱性磷酸酶的活性。固定液和孵化液配好之后,可不调其pH值,只需用pH试纸测试固定液呈弱酸性,孵化液呈弱酸性即可。包埋过程中 应用 梯度包埋法,火棉胶浓度最高不能超过10%。先将组织块放入5%的火棉胶溶液中,留一小开口,置入4 ℃冰箱中,以利于酒精挥发,每天给容器加满火棉胶。2 d~3 d后改换10%的火棉胶,直至包埋好为止。包埋好的组织块应硬度适宜,用手指轻按可留有指纹,但不易碎。孵化过程适当延长,以利于内皮细胞碱性磷酸酶与孵化液充分反应。在裱片过程中由于切片较厚,切片很容易脱落。可采用先透明后封片的办法,既不 影响 切片的透明度,片子也不容易脱落。

4 讨论

碱性磷酸酶染色属于组化呈色法,由于此法对微血管显色均匀、充分,并可较好的反映正常微血管的 自然 扩张状态,有效地避免了血管灌注法的种种缺憾,而且此法经多次改良,使操作 方法 更为简单,呈色时间缩短,因而成为 目前 较为流行的一种微血管形态学的 研究 方法〔3〕。但Hunzlker等认为,由于小静脉内皮细胞碱性磷酸酶分布不集中,活性较低,因而微静脉难以显示。我们在研究过程中对碱性磷酸酶法进一步改良之后,可显示大量的带有三角形膨大的血管(见图1),而这一特点正是微静脉所特有的,所以我们认为,并非微静脉用此法不能显示,而是在实验过程中pH值、温度掌握不准所致。

参考 文献 :

〔1〕王有伟,陈以慈.碱性磷酸酶染色法(钙铅法)在研究人脑和心脏微血管方面的应用〔J〕.解剖学杂志,9(3):227.

〔2〕杜卓民.实用组织学技术〔M〕.北京:人民卫生版社,1982:309.

〔3〕张为龙.脑血管研究近况〔J〕.临床解剖学杂志,1986,4:118.

浅谈酶联免疫吸附试验实验教学思考的分析论文

浅谈酶联免疫吸附试验实验教学思考的分析论文

【摘要】 酶联免疫吸附试验是广泛应用于临床检验诊断的免疫学检验技术,实验教学中采用该技术检测“乙肝两对半”。为适应中职生教育人才培养模式的教学改革,使学生符合具有“理论知识适度、技术应用能力强”的要求,我们对实验教学内容和方法进行改革,从适用性角度选题,通过实验操作考核,采取以考促学的手段,加强酶联免疫吸附试验的训练力度,提高学生实验操作能力,培养学生独立工作的能力。

【关键词】 酶联免疫吸附试验;免疫学检验;实验;考核

酶联免疫吸附试验(enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA)是广泛应用于临床检验诊断的免疫学检验技术。该技术集基本理论、基本技能为一体,能使学生能对前期所学的理论知识及技能进一步加强和提高,是一个能为学生进人临床实习打好基础的系统实训。目前该技术的临床检测多采用商品化的ELISA试剂盒,实验步骤较少,操作简单。然而,参与反应的成分很多,如抗原抗体浓度、酶结合物浓度以及试剂的质量控制等等,影响因素众多。传统的实验教学中,实验材料的准备、仪器的准备及调试、标本及试剂的处理等工作基本上是由教师包办。实验的许多环节学生没有亲自做,因而在实验完成后,部分学生对实验还是一知半解,更谈不上能力的锻炼和培养[1]。为适应中职生教育人才培养模式的教学改革,使学生符合具有“理论知识适度、技术应用能力强”的要求,对免疫学检验实验教学内容和方法进行改革势在必行。为此我们通过实验技能操作考核,采取以考促学的手段,加强了酶联免疫吸附试验内容的训练力度,也收到了一定的效果,以下谈谈我们的做法及效果。

1精选考核内容,以适应临床实践的需要

考核内容的选择上以围绕临床实际进行选择,真正使学生做到学以致用。不但要让学生了解、掌握先进的免疫学检验技术和操作方法,还必须着重培养学生的创造性思维和综合分析问题的能力,从而全面提高学生素质[2]。ELISA由于操作简单、灵敏度高、可定性定量,在临床检验诊断中应用最为广泛。常用于如病毒性肝炎、艾滋病、疱疹等传染性疾病的检测诊断,还常用于补体、免疫球蛋白和肿瘤标志物的检测。要想在有限的课时里完成诸多的内容训练,显然是不现实的。因此我们仅选择了最具有代表性的“乙肝两对半”检测作为该技术的训练及考核内容。“乙肝两对半”共有五项检测项目,即HBsAg、HBsAb、HBeAg、HBeAb、HBcAb,实验中所需要的实验器材均能由检验实验室提供,易于准备,给学生提供了选择和发挥的空间。实验过程中所需要的待测血清标本为阳性或阴性标准物,不具传染性,保证了学生实验的安全性。学生只要掌握了“乙肝两对半”的检验程序和检验方法,其他在临床上需要用ELISA技术检测的常见项目则触类旁通,能起到事半功倍的效果,至于少见的、较为复杂的检测项目可以在日后的实习及工作中继续学习。

2调整考核内容,可行性及针对性强

酶联免疫吸附试验教学内容在学时安排上有6课时,理论与实验课课时之比为1.1。以往的教学形式为先理论授课,教师讲解实验的原理及检验程序,实验教学中教师讲解后进行示范教学,学生照葫芦画瓢的再做实验;实验操作考核只设HBsAg项目的考核,考核项目单一、形式单一。学生只需完成实验操作,报告结果即可。而现行的考核内容是“乙肝两对半”的共五项检测项目,各个项目的检验过程如标本的稀释、试剂选择、加样顺序有所不一。从限制考核时间的角度考虑,学生在考核时随机抽考其中的一个项目,由考生自主选择所需物品进行实验操作,这样增加了考试的随机性和灵活性。虽然抽考使得考核难度增加,但能强化学生对ELISA检测乙肝两对半操作步骤的理解。当学生抽到题目后,在熟悉操作步骤的基础上,只要懂得该项目检测时需注意的细节,如检测HBcAb需将血清稀释50倍,HBeAb的检测需加入中和试剂,学生在对离心机、水浴箱及微量移液器的使用相当熟悉的基础上,不难将标本中的结果如实地检测出来。

3考核的形式

学生重理论、轻实验的现象普遍存在,有的学生每操作一步就看一下笔记,或者是询问其他同学,有的学生甚至希望教师能一步步的教,因而学生对酶联免疫吸附试验缺乏系统的认知。我们将考核的形式设计有理论测试(占30分)和操作考核(占70分)。通过调整考核内容,将能力培养贯穿于整个训练过程,将单纯理论教学融合于实验教学中,能把理论知识激活,也强化了学生的实验操作能力及解决问题、分析问题能力。理论测试采用本教研室的计算机交互平台进行,根据教学内容特点,理论测试我们进行这样的设计,首先收集乙肝两对半检测相关试题,建立题库,内容涉及实验原理、操作、材料、结果观察及临床意义。如(1)乙肝两对半检测涉及ELISA的哪些原理?分别检测什么项目?(2)通过各反应孔显色,判断疫苗接种者、病毒携带者、“大三阳”、“小三阳”;(3)手工洗涤有何要求;(4)加终止液的目的是什么;(5)ELISA常用的酶是哪种?其底物是什么。共组10套试题,学生抽签后通过计算机交互平台指向性地发布试题、进行考试。考虑到学生对理论考试容易产生畏难情绪,在题型的设计上,设有填充题,标示题、连线题及填空题等,内容直观、清晰,学生“寓考于乐”,在轻松愉快的心理环境下地完成理论测试。

4考试评分严谨,设计合理

理论考核从试题集中抽取出6道题组卷,每题5分,共30分。操作考核的评分项目包括:专业素质(衣着仪表、考试态度、纪律)5分;实验准备(实验用品、试剂的预处理、标本处理、标记记录)5分;实验步骤(加样、微量移液器的使用、孵育、洗涤、显色)35分,结果观察10分;操作后清场(试剂、器材归位、实验台面清理)5分,综合评价(规定时间完成、实验后清场、消毒等)10分,共70分。评分标准于考试前告知学生,给学生能充分地复习和准备,注意操作细节,提高考试质量。考试时每个学生独立完成试验,教师全程监考,及时对出错环节扣分,评出总分。

5效果分析

在酶联免疫吸附试验的实验教学中,采用考核方式,取得了以下成效。

5.1利于调动学生的主观能动性,激发起学习的热情

实验操作考核综合反映出学生的实验预习、实验过程和实验态度等各方面的表现。考核成绩占期末总成绩的30%,将学生实验考核计入课程总成绩后,学生上实验课的目的性增强,课上都抢着做实验,从以往实验缺乏主动性,不预习,不复习,变为积极思考,认真准备。实验报告抄袭现象也明显减少,改变了重理论轻实践的现象[3]。从学生提出的'问题,如溶血标本可以检测“乙肝两对半”吗?如果用溶血标本检测,会有什么影响,会影响什么试剂?从这些问题的提出可以看出,学生懂得对实验进行思考,也懂得遇到问题主动和老师商量,学生不断发现问题、思考问题、解决问题的能力得到提高。

5.2独立工作能力的培养

独立工作能力是一个医学检验工作者最基本素质,中职生毕业后就业单位多是基层医院,基层医院的检验科可能只有1至2名检验员,每天的检验工作任务都要独立完成。因而学生在就学期间即应注重独立工作能力培养。在实验考核过程中,实验物品的选择、摆放,实验结束后操作台的清理等,是学生自己准备和独立完成。学生在考核时需考虑到考核时间的限制,因此只有熟悉基本的理论知识、熟练基本操作,才能在规定时间内完成实验,得出正确的结果,考试前不做好准备实验将无法顺利完成。

5.3实验基本技能的训练

由于酶联免疫吸附试验涉及环节多,通过考试能综合考核学生的基本实验技术,如移液管的准确吸样,血清等倍稀释的方法;能考察学生对常用仪器设备如离心机、恒温孵育箱、酶标仪、洗板机的操作;在对血清标本进行检测时,使用过的物品如棉签、试管、注射器的正确处置,能增强学生的无菌操作技术和观念。

5.4学生的评价及反馈

此考核方案在两届学生进行了实施,通过操作考核,学生们得到较为系统的训练,对ELISA检测乙肝两对半的整个流程有了较为深刻的认识。有必要开展,通过考核能更好地将理论与实践相结合,学生能自如地、成功地检测出标准物血清标本的正确结果,同时也很有成就感,增强了对实习及将来的工作的信心。在对2013级的学生进行实习情况跟踪、访谈中得知,学生普遍认为,ELISA技术在临床免疫检验诊断中应用广泛,用此技术检测的项目多,工作量较大。由于在操作考核强化了技能,在实习老师的指导下,能很快地进入角色,增强了工作自信心。对学生进行实验考核的同时,也对教师提出了更高要求。教师准备的理论测试问题在内容上需与临床免疫检验接轨,使考核更科学合理化。规范实验教学,严谨、规范示作好示教。学生操作过程中,巡视督查,及时纠正学生的错误。以考促学法强化酶联免疫吸附试验的实验教学,补充和完善了免疫学检验实验教学的内容和方法,也希望能以此提高学生对其他课程学习的主动性及激发起学习的热情。

关于pcr技术论文

PCR技术是一种体外酶促合成、扩增特定DNA片段的方法。下面是我整理的关于pcr技术论文,希望你能从中得到感悟!

技术的研究进展

摘要 PCR技术是一种体外酶促合成、扩增特定DNA片段的方法。因其高强的特异性和灵敏度以及检测速度快、准确性好等优点,已被广泛地应用于水产、微生物检测等许多领域。该文从PCR技术的原理及应用方面进行了综述,并对其发展做出了展望。

关键词 PCR技术;研究进展;应用

中图分类号 Q819 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)10-0047-02

PCR(polymerase chain reaction,PCR)即聚合酶链式反应,它是一种体外酶促合成,扩增特定DNA片段的方法。1985年,美国Karray等学者首创了PCR技术,并由美国Cetus公司开发研制[1]。随着科学技术的发展和突破,PCR技术已在多个领域得到广泛地应用,如微生物检测、兽医学、水产养殖等方面。由于该技术具有较强的灵敏度、准确度和特异性,又能快速进行检测,因而其应用领域也在不断延伸[2-3]。随着PCR技术的不断发展,在常规PCR技术的基础上又衍生出了许多技术,如多重PCR(mutiplex PCR)技术[4]、实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR,FQ-PCR)技术[5]、单分子PCR技术[6]。

1 PCR技术原理

PCR技术是根据待扩增的已知DNA片段序列、人工合成与该DNA 2条链末端互补的2段寡核苷酸引物,在体外将待检DNA序列(模板)在酶促作用下进行扩增。PCR的整个技术过程经若干个循环组成,一个循环包括连续的3个步骤:第1步是高温条件下的DNA模板变性,即模板DNA在93~94 ℃的条件下变性解链;第2步是退火,即人工合成的2个寡核苷酸引物与模板DNA链3’端经降温至55 ℃退火;第3步是延伸,即在4种dNTP底物同时存在的情况下,借助TaqDNA聚合酶的作用,引物链将沿着5’-3’方向延伸与模板互补的新链[7]。经过这个循环后,合成了新链,可将其作为DNA模板继续反应,由此循环进行。循环进程中,扩增产物的量以指数级方式增加,一般单一拷贝的基因循环25~30次,DNA可扩增l00万~200万倍[1]。PCR反应的步骤很简单,但是具体的操作是复杂的,如退火温度的确定、延伸时间的长短以及循环数等。因此,不同的反应体系应该确定适当的反应条件,以避免假阴性或假阳性等情况的产生。

2 PCR技术的分类

在传统PCR技术的基础上,根据人们的需要以及各个领域的应用要求,又衍生出很多种类的PCR技术。新技术在各领域广泛应用并逐渐改进,为进一步的研究提供了基础。

2.1 实时荧光定量PCR技术

1996年,学者经过研究,在传统PCR技术的基础上,首创了实时荧光定量PCR技术,新技术已经应用至医学领域、分子生物学和其他基础研究领域。实时荧光定量PCR技术基于传统技术的优势,还具有实时性、准确性、无污染,实现了自动化操作和多重反应,是PCR技术研究史上从定性到定量的飞跃[8]。

荧光定量PCR技术最大的特点是能将荧光基团加入到PCR反应体系中,借助于荧光信号,累积实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析[9]。实时监测这一特点是常规PCR技术所不具有的,因为其对扩增反应不能进行随时的检测。常规PCR技术的扩增终产物需要在凝胶电泳等条件下才能进行,无法对起始模板进行准确的定量,而荧光定量PCR技术的反应进程可以根据荧光信号的变化做出准确的判断[10-11]。一个PCR循环反应结束之后,定量PCR仪可以收集1个荧光强度信号,荧光信号强度的变化可以反映产物量的变化情况,这样就可以得到1条荧光扩增曲线[12]。荧光信号在指数扩增阶段,PCR产物荧光信号的对数值与起始模板量之间存在线性对应关系,然后进行定量分析[13]。

2.2 多重PCR技术

多重PCR(mutiplex PCR)技术是PCR技术的一种,为同一管中加入多对特异性引物,与PCR管内的多个模板反应,在一个PCR管中同时检测多个目标DNA分子。多重PCR技术可以扩增一个物种的一个片段,也可以同时扩增多个物种的不同片段[14]。

在同一反应体系中,多重PCR技术进行多个位点的特异性扩增时,引物间的配对、引物间的竞争性扩增等会对扩增效果产生重要影响。一方面,如果能选择适宜的反应体系和反应条件,可极大地提高多重PCR的扩增效果[15]。主要包括退火温度、退火及延伸时间、PCR缓冲液成分、dNTP的用量、引物及模板的量等。另一方面,DNA的抽提质量也影响多重PCR扩增效率,如DNA抽提不干净或降解都将影响PCR扩增效果[16]。

2.3 单分子PCR技术(SM-PCR)

单分子PCR技术是在传统PCR技术的基础上发展的,基本循环过程相同,但在反应条件、模板数量、DNA 聚合酶选择、引物设计方面具有不同点。该技术是以少量或单个DNA分子为模板进行的PCR[17]。

单分子PCR技术反应中,DNA 模板浓度极低,这就要求模板有较高的质量。因为这是试验成败的决定性因素。在设计引物时,应该严格控制GC的含量和Tm值,同时尽量避免引物间存在可配对序列。在反应混合物模板数极低的情况下,若引物之间存在少量配对序列,扩增时极易形成二聚体,使反应无法进行,得不到所需要的产物[18]。由于单分子PCR技术反应的变性温度(96~98 ℃)大多比常规PCR技术(94 ℃)略高,因而对DNA 聚合酶热稳定性的要求也更加严格,需要有较好的热稳定性,以防止温度过高而使其失活。其变性时间(5~15 s)、退火时间及延伸时间也短于常规PCR技术[17]。

3 PCR技术的应用

3.1 PCR技术在水产上的应用

基因表达是检测某个基因在不同发育期或不同组织中的表达量变化,或受到某种试验处理过程中的影响而出现表达量变化的情况。有学者应用real-time PCR技术研究碳水化合物含量对翘嘴红鲴糖代谢酶G6Pase、GK以及PEPCK表达量的影响[19-21],研究结果可为翘嘴红鲴饲料配方中的最合适糖含量提供理论依据。孙淑娜等[22]研究叶酸拮抗剂对斑马鱼心脏发育相关基因BMP2b及HAS2表达的影响,表明叶酸拮抗剂对早期胚胎的心脏发育影响较大,可导致斑马鱼心脏发育延迟及心脏形态异常,并下调斑马鱼心脏发育相关基因BMP2b及HAS2的表达,这可能是叶酸生物学活性受抑后导致心脏发育异常的机制之一。Sawyer et al[23]以斑马鱼的未受精卵、胚胎、仔鱼和成鱼为研究材料,采用实时荧光定量PCR技术,检测了P450aromA和P450aromB在不同组织的表达量,表明在各组织中均有2种基因的表达,但表达量显著不同,呈现组织特异性。

3.2 PCR技术在微生物检测上的应用

1990年,Bej et al[24]在利用多重PCR的方法检测了Leg-ionella类菌种和大肠类细菌,其结果是通过点对点方法固定的多聚dT尾捕捉探针和生物素标记的扩增DNA进行杂交来检测的。张志东等检测口蹄疫病毒(FMDV)持续性感染的带毒动物,表明实时荧光定量PCR技术具有快速检测、准确、客观等优势,较优于传统的检测方法[25-26]。Metzger-Boddien et al[27]对PCR-ELISA的方法进行了评价,结果显示,样品中沙门氏菌的检出率可以达到98%。

4 展望

传统PCR技术以及衍生出来的新型PCR技术自面世以来,已被广泛应用到生命科学的各个领域。随着技术方法的不断改进与完善,荧光定量PCR技术将会逐渐完善并广泛应用。多重PCR技术在食品病原微生物、非致病微生物及环境微生物检测中具有重要作用;未来的研究主要集中在去除食品抑制因子干扰、改进样品前处理技术等方面,其次是整合应用多重PCR与其他技术,必将在未来食品微生物检测中有非常好的应用前景。

5 参考文献

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食品快速检测技术论文

食品快速检验检测技术以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展。 下面是我为大家整理的食品快速检测技术论文,希望你们喜欢。

食品的快速检验检测技术

摘要:食品安全已成为社会关注的焦点问题。文章介绍了目前常用的食品安全快检技术,并展望了其发展方向。

关键词:食品安全 快检 技术综述

引言

食品安全(food safety)是指食品无毒、无害,符合应当有的营养要求,对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。俗话说“民以食为天”,食品安全关系到人民群众的身体健康和生命安全,关系到社会和谐稳定,而近年来食品安全问题层出不穷,加了吊白块的面粉,有毒的大米,注了水的鸡肉,掺了石蜡的火锅底料,硫酸泡过的荔枝,以及假酒假烟假蜂蜜劣质奶粉充斥着市场,真让老百姓担心起这片“天”。因此,对食品的生产、加工和销售环节实施监测监控势在必行,食品安全分析检测技术应运而生。

传统的食品安全分析检测技术主要是指化学分析法和大型仪器检测法,相对成熟。但它们的操作只能局限于实验室,操作复杂,耗时长,不能满足对食品质量安全实时监督掌控的需求,尤其在突发事件时,快速检验检测技术以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展。

1、食品快速检验检测技术的研究现状

1.1 化学速测技术

化学速测技术主要是根据待测成分的某些化学性质,将样品与特定试剂发生水解、氧化、磺酸化或络合等化学反应,通过与标准品的颜色比较或特定波长下的吸光度比较,以获得检测结果,通常也成为化学比色分析法。

利用普通化学原理的速测法主要包括检测试剂和试纸,随着检测仪器的不断发展,国内外均已有与测试剂相配套的微型光电比色计。针对试纸检测的仪器也有报道,如硝酸盐试纸条[1],主要是将硝酸盐还原为亚硝酸盐,在弱酸性条件下与对氨基苯磺酸重氮化后,和N-1-盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料,试纸变色,插入检测仪读数即可。德国默克公司生产的与试纸联用的光反射仪技术相对成熟,国内尚无商品化仪器问世。

利用生物化学原理的速测法主要应用于微生物的检测,商品化成品以美国3M公司的PerrifilmTM Plate系列微生物测试片为代表,在检测金黄色葡萄球菌时,只需要测试片与确认片配套使用即可。测试片有上下两层薄膜组成,下层的聚乙烯薄膜上印有网格,便于计数,同时覆盖着含有特异性显色物质和抗生素的培养基,若样品中含有金黄色葡萄球菌,无须增菌,直接接种纸片培养24h后便可观察到显示出特殊颜色的菌落;确认片与测试片相似,只是含有不同的特异性显色物质,将有疑似菌落的测试片影印到确认片后,培养1-3h即可观察,不需进行繁琐的生理生化鉴定。而常规的Baird-Parker平板计数法耗时长达78h。

1.2 酶抑制速测技术

酶抑制速测技术主要用于食品中农药残留和重金属的快速检测。这些物质可通过键合作用造成酶的化学性质和结构的改变,产生的酶-底物结合体会发生颜色、吸光度或者pH值的变化,通过测定这些变化以达到定性或定量检测的目的。根据检测方式的不同,可分为试纸法、pH计法和光度法。相比而言,试纸法成本低、操作简单,更易于推广。它主要是将酶和底物分别固定在两张试纸片上,当样品中有待测组分时,会对酶产生抑制作用,两张试纸片接触后,酶和底物结合便会发生显著地颜色变化,比较适合农贸市场和超市等一些食品集散地的实时安全监管。由于该方法的检出限和保存性等方面的局限,只适用于初筛检测[2]。

1.3 生物传感器速测技术

生物传感器技术是利用生物感应元件的专一性,按照一定的规律将被测量转换成可用信号,使这种信号强度与待测物浓度形成一定的比例关系,具有快速、灵敏、高效的特点,是目前食品安全检测技术的研究热点,广泛应用于食品中农药残留、兽药残留等方面的检测,与传统的离线分析技术相比,它更适应于在复杂的体系内进行快速在线连续监测,在现场快速检测领域有着不可逾越的优势,按照传感器类型又可分为免疫传感器、酶传感器、细胞传感器、组织传感器、微生物传感器等等。

免疫传感器是在抗原抗体结合免疫反应的基础上发展起来的生物传感器。利用压电免疫传感器检测食品中常见肠道细菌时,通过葡萄球菌蛋白A将肠道菌共同抗原的单克隆抗体宝贝在10MHz的石英晶体表面,以大肠菌群为例,响应值可达10-6-10-9。

1.4 免疫速测技术

免疫速测是利用抗原抗体的专一、特异性反应建立起来的方法,根据选用的标记物可分为放射免疫检测、酶免疫检测、荧光免疫检测、发光免疫检测、胶体金免疫检测等。酶联免疫吸附检测法是应用较为广泛的一种免疫速测技术。它将酶标记在抗体/抗原分子上,形成酶标抗体/抗原即酶结合物,抗原抗体反应信号放大后,作用于能呈现出颜色的底物上,可通过仪器或肉眼进行辨别。目前,黄曲霉毒素酶联免疫试剂盒已广泛应用于食品检测中。

1.5 分子生物学速测技术

聚合酶链式反应(PCR)是近年来分子生物学领域中迅速发展并运用的一种技术,在食品检测中主要用于微生物的检测。它利用是否能从待测样品所提取的DNA序列中扩增出与目标菌种同源性的核酸序列来判定是否为阳性,该方法从富集菌体、提取遗传物质、PCR扩增到电泳、测序鉴定,可控制在24h,而致病菌的传统培养检测至少需要4-5天。

随着研究的逐深入,由PCR技术派生出的实时荧光PCR法、DNA指纹图谱法、免疫捕获PCR法、基因芯片法等也逐步得到了应用。基因芯片技术可以在很小的面积内预置千万个核酸分子的微阵列,利用细菌的共有基因作为靶基因,选用通用引物进行扩增,利用特异性探针检测这些共有基因的独特性碱基,从而区分出不同的细菌微生物。该法特异性强、敏感性高,可实现微生物检测的高通量和并行性检测。

2、食品快速检验检测技术的发展方向

食品安全快检法以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展,但缺点也显而易见,需要完善的地方依然很多:

2.1 简单 速检验检测技术往往是由一些非专业技术人员使用,因此,检测方法采样、处理、检测、分析等各个环节简单、易行是该方法的一大发展趋势。

2.2 准确 检法前处理简单,势必导致待测样品纯度不高,基体干扰大。因此,在今后方法的研究中,应更多关注与如何避免假阳性结果,尤其是在分子生物学速测法中,增强靶基因的特异性、引物的特异性、排除死菌体造成的假阳性应得到进一步探索。

2.3 便携 着微电子技术、智能制造技术、芯片技术的发展,检测仪器应向微型化、集约化、便携化方向发展,以满足更多的现场、实时、动态的检测要求。

2.4 经济 测成本的高低直接决定着检测技术能否得到广泛的推广和应用,如何在确保又好又快的检测基础上,尽最大可能的降低成本也是今后的研究方向。

2.5 标准化前,我国尚未制定出与食品安全快速检测技术相关的标准和规范,这也阻碍了快检法的推广和应用。随着技术的提高和检测中对快检法的需要,应及时制定出相关标准规范以增强快检结果的认可性和权威性。

参考文献

[1]房彦军,周焕英,杨伟群。试纸-光电检测仪快速测定食品中亚硝酸盐的研究【J】解放军预防医学杂志,2004,22(17):18-21

[2]易良键。食品安全快速检测方法的应用和研究【J】中国信息科技,2012,3:46

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2.1 材料与仪器TG16高速离心机(19310 g,长沙英泰仪器有限公司);UV?2000紫外可见分光光度计(尤尼柯上海仪器厂); vertex 70型红外光谱仪(德国Bruker公司);AM?3250B型磁力搅拌恒温器(天津奥特赛恩斯仪器有限公司)。介孔分子筛SBA?15的合成利用表面活性剂Pouronic P123(EO20PO70EO20, 美国Aldrich公司)为模板剂,以浓HCl( 35%~37%)为催化剂,通过对正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4, TEOS, 95.0%,日本Junsei Chemical公司)的分解和硅缩聚反应后而得到。编号Lu001和LLSD1的介孔分子筛合成方法基本相同,原料量略有不同,二者的BET比表面积762 m2/g,孔容0.87 cm3/g,孔径7.18 nm,壁厚3.55 nm。柱状假丝酵母脂肪酶(candida rogusa lipase, CRL)购自日本Amano酶技术公司;BCA蛋白定量试剂盒购自美国Pierce公司。实验用水为二次蒸馏水。2.2 傅立叶变换红外(FT?IR)测试样品和KBr在115 ℃下抽真空烘干10 h。将300 mg KBr和2.2 mg样品在研钵中混合研磨成细粉后压片,干燥后立刻置于红外光谱仪的石英原位池中测试。仪器分辨率为2 cm-1,扫描波数范围4000~400 cm-1,扫描128次。2.3 CRL在SBA?15上的固定化将CRL磷酸盐缓冲溶液(pH 7.0)以3000 r/min离心15 min,收集上清液,得原酶溶液。将适量SBA?15放入原酶溶液中,在15 ℃水浴和150~200 r/min下搅拌吸附21 h,再以10000 r/min下离心15 min,收集上清液为吸余液。用磷酸盐缓冲溶液清洗分子筛4次以洗脱疏松附着的酶,洗脱液再以10000 r/min离心15 min,取出上清液为清洗液。测定原酶溶液、吸余液和清洗液的酶蛋白含量,根据物料衡计算得出酶蛋白固定量(immobilized amount of enzyme protein, mg),取单位质量分子筛的酶蛋白固定量为载酶量(enzyme loading, mg/g)。2.4 固定化CRL的泄漏将上述载酶SBA?15移入70 mL磷酸盐缓冲溶液中,在15 ℃水浴、以150~200 r/min搅拌并定时取样,样品再以10000 r/min离心15 min,分析上清液中的酶蛋白泄漏量。2.5 蛋白质定量方法分别用单波长紫外分光光度法、双波长紫外分光光度法和BCA法测定样品蛋白质含量。单波长紫外法公式为:C(protein)(g/L) =F×A280×D/d,式中A280为280 nm波长处吸光度,D为溶液稀释倍数,d为石英比色皿厚度(cm),F为校正因子。双波长紫外法Warburg?Christian公式为:C(protein)(g/L)=1.55A280-0.76A260; Lowry?Kalckar公式为:C(protein)(g/L)=1.45A280-0.74A260,式中A260和A280分别为260 和280 nm紫外波长下的吸光度。BCA法参照美国Pierce公司蛋白定量方法测定。 分 析 化 学第37卷第8期尚 雁等:介孔分子筛SBA?15的脂肪酶固定量分析测定 3.1 蛋白质定量方法对比图1表明不同浓度CRL溶液在260~280 nm均有一个较强的吸收峰,该吸收峰为蛋白质芳香族氨基酸的特征峰,用于蛋白质含量测定。将粗酶浓度为6 g/L的CRL溶液进行不同倍数稀释,得到一系列相对浓度已知的酶溶液,分别用单波长和双波长紫外法以及BCA法测定酶浓度,验证所测浓度比例关系是否符合其相对浓度,由此得出各检测方法的准确度。图2结果说明BCA法测定结果与样品稀释后的相对浓度最接近,双波长紫外法测定值与BCA法接近,单波长法测定结果远高于BCA法和双波长紫外法。由表1中的相对浓度计算结果可知,BCA法的相对误差最小,单波长和双波长紫外法的相对误差较大。这是因为BCA法的原理是以工作试剂CuSO4中的Cu2+螯合蛋白质分子,发生显色反应测试吸光度,因此抗干扰能力较强,准确度较高。紫外分光光度法操作步骤少,简单快捷,不用显色试剂,不消耗样品。但是,直接检测光密度值受溶液中杂质干扰影响较大,误差较大。为考察介孔分子筛对吸光度的影响,分别在3 mL蒸馏水中加入0.1, 0.6和0.9 mg SBA?15(编号Lu001),以蒸馏水为参比样,测定其吸光度,并计算出可能对蛋白质测定产生的浓度值偏差。表2说明SBA?15有明显紫外吸收。为此,本实验的样品溶液以10000 r/min离心,以消除介孔分子筛对吸光度的干扰。表1 不同方法测定蛋白质浓度的结果表2 SBA?15对吸光度的影响 表3为不同定量方法测定的 SBA?15(编号为Lu001)对CRL的固定量,3次平行实验的初始粗酶浓度均为6 g/L,SBA?15载体用量均为0.36 g,双波长紫外法测定结果略高于BCA法; 单波长紫外法测定结果远高于双波长法和BCA法。表3还说明BCA法的精密度高于单波长与双波长紫外法,这是因为BCA法靠显色反应测试吸光度,灵敏度较高,且介孔分子筛不参与显色反应,抗干扰能力较强,重现性好,更适合介孔分子筛载体的酶固定量和酶泄露量的测试;紫外分光光度法受溶液中杂质和残留介孔分表3 SBA?15上的CRL固定量及载酶量◆: 固定量(amount of immobilized protein); ◇: 载酶量(enzyme loading).子筛干扰较大。由于双波长紫外法测定的酶固定量结果与BCA法较接近,若实验条件有限或者为了不消耗样品且干扰因素较少,可使用双波长紫外法来代替BCA法测定酶固定量,每个样品中的介孔分子筛干扰可通过物料衡算而抵消。3.2 不同初始酶浓度时BSA?15载体上的酶固定量利用BCA法测定不同初始酶浓度条件下LLSD1对CRL的固定量,图3表明当酶浓度较低时,SBA?15载体对CRL的固定量和载酶量随酶浓度的增加而线性增加,但是当酶蛋白浓度达到约0.29 g/L(粗酶浓度约1 g/L)时固定量和载酶量达到平稳,最大载酶量为114.2 mg/g。3.3 两种SBA?15载体的酶固定量在初始酶浓度均为2 g/L、分子筛用量均为0.12 g相同条件下,LLSD1和Lu001对CRL的固定图4 LLSD1(a)和Lu001(b)的SEM电镜照片Fig.4 SEM images of LLSD1(a) and Lu001(b)量分别为13.70和2.00 mg;载酶量分别为114.2和16.6 mg/g。可见,LLSD1的固定量及载酶量远大于Lu001。图4为LLSD1和Lu001的SEM电镜照片,可见二者外观形状基本相同,均属于SBA?15的传统形状[9],二者大小也无明显区别。图5是LLSD1和Lu001的FT?IR谱图,从图中可看出LLSD1表面上的羟基基团数量大于Lu001。由于酶的吸附是酶和介孔材料表面上的羟基通过氢键作用完成的,介孔分子筛表面上的羟基通过氢键作用可以促进对酶的吸附[10]。因此, 图5 Lu001(1)和LLSD1(2)的FT?IR谱图Fig.5 FT?IR spectra of Lu001(1) and LLSD1(2)两种介孔分子筛对酶固定量差异很可能与介孔分子筛的羟基含量有关,具有较高羟基含量有利于固定更多的CRL。3.4 SBA?15固定化酶的泄漏量固定化酶容易“脱落”到水相中成为游离酶,即“泄漏”[11]。图6表明Lu001固定化CRL在缓冲溶液中100 h后的泄漏率为0.56%,LLSD1的泄漏率为0.53%,泄露量均较低,说明SBA?15是良好的酶固定化载体。泄露率较低可能与SBA?15孔径大小有关。研究[3,12]表明, 当介孔材料的孔径与酶分子大小相适应时,固定化酶的稳定性较好。Lu001和LLSD1的孔径均为7.18 nm,假丝酵母脂肪酶的动力学直径约为5 nm,二者大小较匹配,使酶分子恰好固定于孔内而不易发生泄露。◆,■,▲,● 为泄露量(leakage); ◇,口,△,○为泄露率(leakage rate),其中◆, ◇ : 0.12 g LLSD1, 载酶量(enzyme loading) 114.2 mg/g; ■,口: 0.24 g LLSD1, 载酶量(enzyme loading) 111.3 mg/g;▲, △: 0.36 g Lu001, 载酶量(enzyme loading) 14.2 mg/g;●,○: 0.36 g Lu001, 载酶量(enzyme loading) 16.6 mg/g。 1 Lei C, Shin Y, Liu J, Ackerman E J. 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