微生物快速檢驗技術的應用進展研究

周宇軒，全穎瑩

1.阿克蘇地區疾病預防控制中心 檢驗科，新疆 阿克蘇 843000；2.阿克蘇地區疾病預防控制中心 性病/艾滋病科，新疆 阿克蘇 843000

0 引言

隨著科學技術的迅速發展，常規的檢驗技術所需時間比較長，再加上操作工序較多，檢查特異性比較低，進而影響實際的檢驗結果，不適用于實際檢測。一種全新的微生物檢測技術應時而生，該技術具有更加精準的、快速、可靠的優勢，具有更高的應用價值。隨著感染疾病的人數顯著增多，需發現更加有效的檢測技術，進而制定研制合理的治療藥物，對患者進行有效的治療，保證患者的療效。

1 微生物形態學檢驗的質量控制

近幾年，隨著豬鏈球菌以及禽流感疾病的流行發展，患有感染性疾病的人群逐漸增多[1]。然而，感染性疾病患者的確診除了需要根據患者的臨床表現之外，還需要一系列的臨床醫學病原微生物診斷作為依據。所以，科學、合理用疾控中心檢驗科內的微生物形態學，精準的檢驗結果對患者疾病的診斷具有十分重要的意義。微生物形態學檢驗技術作為一種臨床診斷方法，在感染性疾病患者的臨床診斷中具有無可替代的作用。但是，由于對患者進行微生物形態學檢驗，時常受到多種內部因素一些外在因素產生的干擾，致使檢驗技術人員無法獲得精準、可靠的檢測報告，從而影響患者疾病診斷的準確性。因此，疾控中心為生物形態學檢驗需要加強質量控制，從而保證最終診斷結果的精準性，其主要包含以下幾個方面：

（1）標本采集。檢驗科室人員采集合格的標本，是保證最終檢驗結果準確的首要條件[2]。工作人員在采集檢驗標本時，需要嚴格按照國家以及衛生部的相關標準，并在保存、運送等各個環節內，根據標本存在的差異進行管理。此外，微生物形態學檢驗科室人員需要明確掌握自己購買的培養基、診斷血清以及染色液等檢驗試劑，是否符合相關的標準、在有效期內可以正常應用于微生物檢驗中，從而保證最終檢驗出的結果精準、可靠。

（2）檢驗人員的技術。微生物形態學主要是一種以定性實驗為主，且無法使用機械替代傳統手工操作的一種中高難度復雜臨床檢驗。這就需要微生物檢驗技術人員需要具有較高的檢驗技術以及專業素養，從而展開一系列合格科學的臨床檢驗[3]。對于部分技術能力不足、專業素養較低的檢驗工作人員，檢驗科室需要對其展開嚴格的培訓工作并定期展開考核，從而提高檢驗科室人員的專業技能以及素養，促使檢驗工作人員可以嚴格按照相關標準進行檢驗工作。檢驗科室通過培訓考核等措施，可以提高工作人員的檢驗操作能力，并正確填寫臨床檢驗結果，幫助患者更好地診斷疾病[4]。除此之外，微生物形態學檢驗人員還需加大工作檢查力度，并針對檢驗工作人員工作中存在的問題進行糾正，最大限度地減少由于工作技術人員操作不當而出現的檢驗誤差，充分保證檢驗結果的準確性。

（3）檢驗方法。在進行平行樣檢驗測定時，需要保證獲取到的結果具有可比性。檢驗人員需要設置一個空白的對照組，從而排除其他的因素，比如標本污染等可能導致最終檢驗結果出現偏差的因素，有效保證檢測結果的準確性。檢驗技術員需要擬定檢驗質量控制相關內容，并制定相關規范化的標準要求，嚴格按照這些要求展開件工作[5]。

2 傳統微生物檢驗技術分析

在微生物檢驗領域中，一般的檢驗項目包括菌落總數計數檢驗、霉菌計數檢驗、酵母菌計數檢驗、大腸菌群計數檢驗以及常見致病菌的檢驗。傳統的檢驗方法主要包括微生物形態學檢查、噬菌體分型檢驗、毒性試驗及生化試驗等。一般的試驗方法包括明膠試驗、氧化酶試驗、糖酵解試驗等等。這些較為傳統的微生物檢驗技術可以達到微生物檢驗的目的，但在實踐過程中還是表現出一些局限性和不足之處。如試驗操作難度較大、試驗步驟較為煩瑣等，且淀粉水解試驗、硝酸鹽還原試驗等較為傳統的微生物檢驗方法具有檢驗周期較長的特點，通常需要2～14d之間可以完成檢驗，實時性較差。

在一些產品檢驗和生產工藝檢驗環節中，基于傳統微生物檢驗技術很難及時反饋檢驗結果，無法迅速采取應對和改進措施。以單核細胞增生李斯特氏菌檢驗為例，傳統微生物檢驗技術包含微生物增菌、微生物分離培養、生化反應及溶血試驗、動物試驗等多項操作，這些試驗對于試驗儀器設備的要求并不高，常規實驗室即可完成微生物檢驗過程，具有較強的可操作性，但實施微生物檢驗的時間較長，大概需要14d。受到傳統微生物檢驗技術的制約，在一些可以物品中分離特定致病菌的難度較大，很多食源性中毒事件往往在中毒事件發生后很久才能進一步確定致病的食品。故上述傳統微生物檢驗技術已很難滿足微生物在線檢驗及微生物快速檢驗的需求。在這一背景下，就要求相關檢測機構積極引入微生物快速檢驗技術。

3 微生物快速檢測應用推廣的必要性

現階段，飲食安全及用藥安全問題越來越受到關注，因微生物污染所致的食品安全事件和藥品安全事件更是受到媒體平臺和廣大人民群眾的廣泛關注。為了減少飲食用藥安全事件的發生就需要采用科學、合理的方法對相關產品進行微生物檢驗。傳統微生物檢驗方法雖然有著較強的可操作性，一般檢驗檢測機構均能完成檢驗，但檢驗所消耗的時間周期較長，想要獲得精準檢驗結果對相關檢驗人員的技術水平有著較高要求。故急需建立微生物快速檢驗方法，及時、準確地反饋相關產品和具體生產工藝中的微生物現狀。伴隨科技水平的提升，很多微生物快速檢驗技術已被成功開發并獲得廣泛應用，其中很多微生物快速檢驗技術具有實時監控或近實時監控微生物的能力，能夠更好的反饋和監控微生物情況，有助于縮短微生物檢驗的時間，進而提高微生物檢驗的整體效率。與此同時，以微生物快速檢驗技術替代傳統微生物檢驗技術，能夠增加相關檢測機構對微生物檢驗技術的理解和監控，有利于提高相關檢測機構的運行效率。

4 微生物快速檢測的研究進展

4.1 免疫學技術

免疫學技術中包含酶聯免疫吸附技術以及免疫層析技術。首先，酶聯免疫吸附技術主要是指將已經知曉的抗原或者抗體吸附在聚苯乙烯的微量反應板上或者其他的固定載體表面，并使用酶標記過的抗原抗體在含有聚苯乙烯的微量反應板上或者其他的固定載體表面進行反應，并在其反應之后將液體中存在的游離成分進行洗滌以及消除[6]。這一操作就是快速檢測方法張紅的酶聯免疫吸附技術基本實驗方法，且在這一實驗過程中選擇使用的方法，包含雙抗體夾心法以及間接法。雙抗體夾心法主要是指對一些大分子抗原進行檢測的內容榮，而間接法則常被用于檢測異抗體。這還是由于酶聯免疫吸附技術在當前的微生物檢測中十分常見，其具有靈敏程度比較高、檢測速度比較快的優勢[7]。其次，免疫層析技術的檢測步驟常是將檢驗的標本放置在條狀的纖維膜上，讓其通過充分涌動之后，使用層析以及免疫反應的雙重作用，促使檢測樣本可以在含有配體的纖維膜上充分顯現，并通過著色標記對其中包含的微生物進行詳細的分析工作。免疫層析技術作為免疫學技術的根本技術部分，其常被用于食物微生物檢測過程中。臨床檢測人員 通過免疫層析技術可以使用掃描儀器設備對樣本進行掃描，基本在10分鐘左右就可以完成檢測工作，其具有檢測效率比較高、消耗時間比較少的特點，更是被廣泛應用于臨床中[8]。

4.2 代謝學技術

代謝學技術主要是指通過對人體脫氧核糖核酸進行天然的復制工作之后，對體位的脫氧核糖核酸分子擴增的一種分子生物學技術，其也被稱為單鏈構態多項性分析技術。單鏈構態多項性分析技術的主要檢測作用，就是通過擴增位于人體兩段一直序列之間的脫氧核糖核酸區域段，并在等待擴增的脫氧核糖核酸片段兩側和期周圍兩側產生互補的兩個寡核苷酸引物，其經過變性、退火以及延伸等多個不同的循環之后，脫氧核糖核酸可以擴增2倍左右[9]。并且，作為代謝學檢測技術的基本部分之一，也是保證食品微生物檢測結果合理、科學的根本技術，其常被應用于當代的食品微生物檢驗測試中。微生物快速檢驗中的代謝學方法主要包括電阻抗法與ATP生物熒光法等。

其中電阻抗法是利用電阻抗技術和電容分析技術進行微生物總數的測定。因微生物在進行新陳代謝時可產生大量電解質，不同微生物所產生電解質的水性有所不同，故將微生物置于液體培養基培養一段時間后，培養基中所加入的電惰性底物在微生物的新陳代謝下會轉化成活性底物，進而增強了培養基的導電性，使得培養基的電阻抗值降低，故可基于電阻抗法快速檢驗微生物的總數。電阻抗法用于微生物檢驗具有敏感性好、特異性強、重復性好、反應迅速等優勢，是目前微生物快速檢驗中廣泛使用的方法之一。

ATP生物熒光法在微生物快速檢驗中的應用也十分廣泛，ATP即三線酸腺苷，能夠為活體細胞各項生命活動提供能量，該物質存在于所有生命體當中并且含量較為穩定。因細菌細胞內ATP在細胞死亡后數分鐘內就會被水解進而小時，故基于ATP生物熒光法檢測能夠間接地證明生命體的存在。該技術利用螢光素酶，將ATP、D-熒光素、氧氣作為底物，當存在Mg2+時螢光素酶可催化熒光素的氧化進而釋放出熒光，基于熒光檢測系統對發光值進行檢測，即可進一步推算受檢物質中所含微生物的數量。該技術具有簡單快捷、靈敏度高的優勢，能夠省略微生物檢驗中的微生物培養環節，能夠大大縮短微生物檢驗的時間，減少微生物檢驗的生物。目前ATP生物熒光法在基礎生物學、微生物快速檢驗等領域已獲得廣泛應用。由于ATP生物熒光法屬于一種非破壞性的方法，經ATP生物熒光法檢測的微生物能夠繼續按照傳統微生物檢驗方法進行培養，開展后續的分析檢驗和溯源，故其應用前景十分廣闊。

4.3 分子生物技術

隨著當代臨床醫學技術的迅速發展，分子生物學技術更是被廣泛使用于食物微生物檢測工作中。而分子生物學的基因芯片技術主要是指食品微生物檢測過程中的實際效果比較好，其針對一些特異性的微生物檢測，具有較高的檢測價值以及作用[10]。檢測人員在使用分子生物技術進行食品檢測之前，需要對分子芯片中的寡核苷酸物質進行提取工作，并在提取成功之后將其歸納為脫氧核糖核酸的擴列中。此外，檢測人員低實際檢測過程中的微生物進行熒光標記，可以將實驗標準作為根本的依據，并對其實際數據進行相關的融合。當檢測人員做好各項準備工作之后，可以在實際檢測過程中發現食物樣本中存在的微生物檢測結果，同時對比各項數據展開分析，最終判定食物是否符合食用標準，從源頭上杜絕不合格的食物流入市場中[11-12]。

4.4 傳感器檢測方法

傳感器檢測方法主要包含基因傳感器以及生物傳感器?；騻鞲衅髦饕菍煞N不同的脫氧核糖核酸相結合，并對脫氧核糖核酸分子鏈進行物理信號的接受以及傳遞，最終通過換能器的形式對其進行展現，其也是基因傳感器的使用基本原理。及基因傳感器具有操作便捷、檢測時間較短等優勢，其在食物微生物檢測中具有十分重要的作用。而生物傳感器主要是指將被測分子和敏感材料的特異性相結合，在二者發生結合后將各種信號轉變為電信號，是其進行工作的基本原理[13-14]。生物傳感器以傳感技術、生物化學作為基礎，以酶、核酸、抗原及抗體等固化生物敏感材料作為微生物的識別元件，輔以信號轉換器、放大器所組成的分析系統，當檢測物質進入識別元件后一旦與識別元件發生特異性結合就會進一步產生生物活性表達信號，信號轉化器將這些生物活性表達信號轉換為電信號，信號放大器將這些電信號放大并輸出后即可用電化學方法準確進行微生物快速檢測。生物傳感器因專一性強、靈敏度高、檢驗程度較低，并且能夠實現自動化、微型化、集成化的快速檢驗，可在較為復雜的體系中進行在線連續微生物檢測，故在近年微生物快速檢驗領域獲得了十分迅速的發展。

5 結論

綜上所述，隨著我國科學技術的不斷發展，快速檢測技術也被廣泛應用于臨床檢測工作中，而工作人員更需在實際工作中提升自身的能力素質，從而根據食品不同的種類以及內容，選擇合理的快速檢測方法，充分保證人們的飲食安全。并且，食品安全是一個關系到我國人類健康以及國計民生的主要問題。隨著食物的種類逐漸增多、食物成分越來越復雜，不同的食物中都存在著一定影響檢測的因素，所以當前大部分快速檢測工作依然處于實踐過程中，部分檢測的結果也常被當作一個參考內容。因此，人們需要研究出更多快速、便捷的食品微生物檢測方法，從而滿足人們的食品安全需求，為人們的公共衛生以及健康提供良好的保證。