食品安全之微生物鑒定技術發展方向
目前微生物鑒定技術的發展方向有兩個速度快和分型能力強速度快的微生物鑒定技術主要以飛行時間質譜鑒定技術為典型代表可以在數十秒內實現微生物的鑒定分型能力強的鑒定技術主要包括各種基于DNA的鑒定技術
微生物鑒定技術主要有形態學觀察全自動微生物生化鑒定系統和依據細胞物質進行微生物鑒定技術等方法
微生物的形態學觀察主要依據微生物的形態和生理生化反應等特征來進行微生物的分類和鑒定用微生物的形態特征來鑒定微生物是由于微生物的形態比較單一容易分辨用微生物的生理生化反應特征來鑒定微生物主要是依據微生物細胞壁的組成微生物發酵產物和微生物對碳源氮源等養分的利用
但是這種方法相對比較煩瑣耗時因此近年來被全自動微生物生化鑒定系統逐步替代
全自動微生物生化鑒定系統實際上是將多個生化反應有效整合濃縮于商業化的板卡上方便實驗室進行微生物的鑒定該系統具有以下優點第一生化反應數量多商業化的卡板最多可集合45~46種生化反應第二實驗操作標準化節省大量人工第三鑒定速度快一般3~4小時即可出鑒定結果
基于以上優點目前全自動微生物生化鑒定系統已經作為實驗室中微生物的日常鑒定手段除此之外全自動微生物生化鑒定系統還具有細菌的MIC值測定和耐藥表型的檢測等作用
依據細胞物質進行微生物鑒定技術主要包括蛋白質的檢測和DNA的檢測是目前微生物鑒定技術的兩個發展方向依據蛋白質檢測的鑒定技術具有鑒定速度快的特點主要檢測儀器有飛行時間質譜基于DNA檢測的鑒定技術對微生物的分型能力很強該檢測技術主要有16SrDNA(核糖體DNA)測序技術PFGE(脈沖場凝膠電泳一種分離大分子DNA的方法)和全基因組測序技術等
在蛋白質檢測方面利用飛行時間質譜進行微生物鑒定的原理是通過質譜獲得微生物特征蛋白質分子的指紋圖譜然后與大容量的數據庫進行對比最終實現菌落或者菌株水平上的鑒定質譜鑒定系統的優勢主要體現在鑒定速度快僅需十余秒即可完成
在DNA檢測技術方面16SrDNA基因是細菌核糖體DNA的一部分被稱為細菌的活化石該基因進化速度十分緩慢具有生物鐘的特點已經作為細菌系統發育的目的基因16SrDNA序列測定是科研領域細菌分類和鑒定的金標準
目前常見的商業化測序系統有針對細菌16SrDNA中的500bp保守序列進行測序針對真菌的28SrDNA的D2基因區域進行測序等該方法獲得的數據有利于致病菌的溯源分析但是操作過程具有一定的復雜度耗時較長另外基因測序儀和測序耗材試劑的價格較貴因此不利于在應用層面進行推廣
脈沖場凝膠電泳(PFGE)是一種分離大分子DNA的方法此種方法的原理是將細菌包埋于瓊脂塊中用適當的內切酶在原位對整個細胞染色體進行酶切酶切片段在特定的電泳系統中通過電場方向的不斷交替變換和適合的脈沖時間等條件作用而得到良好分離的方法
PFGE的分型能力極強可區分菌株水平的差異目前被全世界各個國家普遍使用通過PFGE分型可以對細菌性傳染病食源性致病菌進行監測同時可以進行分子流行病學的調查但是操作較為煩瑣需要較高的實驗技能方可掌握
全基因組測序技術可以對菌株進行最為有效的分型即使是16S差異不大的菌株也可以通過分布在整個基因組上的單核苷酸多態性位點進行區分是目前分型能力最為強大的技術之一但全基因組測序用于微生物鑒定工作的主要障礙在于使用成本高和專業的數據分析
對于檢驗檢疫工作來說需要根據實際情況選擇合適的微生物鑒定方法同時為了更快速更準確地確認病原微生物可能需要幾種鑒定方法聯合使用例如可以先利用質譜鑒定速度快的優勢迅速判斷致病菌然后再利用分子生物學的手段進行分型和流行病學的調查