生物检测技术范文
时间:2023-03-19 11:43:27
导语:如何才能写好一篇生物检测技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
人体测量技术在机场的主要应用是控制人员进入“专用区”。机场的这部分一般人不能进入的区域主要包括停机坪,在安全方面自然是很“敏感”的。人体测量技术的作用在于准确地辨别获准进入其中的人员。
指纹辨别技术将会得到最快发展。这种方法要求先将指纹登记在案。将手指放在一台阅读器上,指纹就会被输入到一个形象处理软件。该软件会标明指纹的末端、分叉、曲线,等等,这些都是指纹的特征点。所有这些特征点(30―80个)就组成了微型指纹,这些资料再被用代码表示。但该领域的专业公司――Zalix生物统计公司的总经理阿兰・舒克龙肯定地说:“扰频很严重,有时甚至会导致无法破译某人的信息,有时则出现一些只对能够比较两个微型指纹的算法才有意义的数字。”
微型指纹被记录之后,就会存储在一张磁卡里。当你需要辨别身份时,系统就会将磁卡中保存的微型指纹与你放在阅读器上的指纹进行比较。如果按规定最小数目的特征点是一致的(具体数值由特征点比较算法决定),系统就会确认你的身份。之所以不要求特征点百分之百地吻合,那是为了给手脏等情况留有余地。可以根据要求的安全程度来提高吻合的百分比。
为什么微型指纹要存储在个人磁卡里而不是中央卡片柜里呢?已经提出了这方面要求的国家信息与自由委员会的有关人士解释说: “这是为了避免指纹档案的重复。”最近,该委员会就好几个使用生物统计技术的事例给出了建议。必须注意的是,考虑到需要保护的利益,生物统计技术不能过度使用。国家信息与自由委员会指出:“我们绝不可能允许学校食堂使用指纹辨别技术。”指纹辨认被认为是一种“非常具有入侵性质”的手段,因为这种方法非常可靠,我们当中的每个人的指纹几乎都可以说是独一无二的。
视网膜辨认的原理与指纹辨认原理相似,只不过放在扫描仪前的是眼睛,为了证实你没有试图用一只玻璃假眼来欺骗系统,一个二极管会发射一股微弱的光信号,真正的眼睛会对此产生反应,而系统能够检测出这种反应。视网膜上的特征点有250个左右。
视网膜辨认技术已经在伦敦的希罗机场得到应用。这种技术被认为是最保险的辨认技术,也是目前最尖端的人体测量技术,出错率为10-8。而指纹辨别和手掌辨认技术的出错率都约为10-7。
人的手如同一把钥匙。手掌辨认原理同前两种方法的原理大致相同,但比较的不是特征点,而是由扫描仪仔细检查每个手指的长度,手掌的宽度、厚度,皱纹部分的面积……不到1秒钟的时间里要进行90项检查。红外线扫描仪能够辨别出放在上面的是只真手还是塑料假手。这项技术已经在美国的好几个机场得到应用。
最后,还有一个部位可以用于辨别身份:人的面部。在澳大利亚,澳洲航空公司的机组人员是这种光学辨别系统的首批使用者。该系统的功能是确认站在前面的人与身份证件照片上的是同一人。此外,专家们认为声音辨认技术还没有“完全调试成功”。
(选摘自《参考消息・科学技术》)
阅读提示
为了防止混进机场,进行恐怖袭击,“机场使用了一些新方法来应对恐怖威胁”。这种新方法就是“通过识别指纹、手掌和视网膜来辨认身份将能提高安全度”。这篇科技说明文,通过深入浅出的语言陈述,把这种生物检测技术,从科幻电影引入到人们的实际生活,每一位乘飞机旅行的人,特别是机场工作人员都将与这种技术发生关联。也就是说,凡要进机场乘坐飞机的人,就要走进机场专用区,要将指纹、视网膜和手掌等“交给”阅读器,阅读器会根据这些信息辨认来者身份。此文颇具实用性和时效性,它教给读者安检方面的知识,使我们如果在机场遇到比较复杂的手续时,至少不会嫌麻烦。
探究练习
1.本文开篇说的应对恐怖威胁的一些新方法,主要指的是什么?本文这种直截了当的开头有什么作用?
2.本文第二自然段中有两处使用了“引号”,使用引号的作用是什么?
3.本文重点说明的是什么内容?在重点说明这项技术的原理和作用时,指出其现在还存在的是什么问题?
4.文中在说明“视网膜”和“手掌”辨认技术的原理和作用时,在表达上与“指纹”辨认技术的说明有什么不同?
5.从哪些地方可以看出本文“说明有序”,条分缕析的特点?
解答提要
1.本文开篇直接入题,介绍机场生物检测技术的一些新方法,并开门见山地指出新方法主要指的是“通过识别指纹、手掌和视网膜等来辨认身份将能提高安全度”。这种直截了当的开宗明义,可以一下子把读者的思维引向正题,循着文章的结构和脉理去探究引人关注的这一科学技术问题。
2.文中第二自然段中的“专用区”和“敏感”二词都加了引号,这是因为有时候在某一词语前加引号,并不表示这是成语和熟语,而只是因为它是个专门术语,或是因为其他理由要读者特别注意,或是借譬以示强调。“专用区”“敏感”均属上述情况,所以加了引号。
3.本文重点说明的是“指纹辨别技术”,一是因为它将会得到最快的发展,二是它的研究比较深入,所以本文作了较详细的说明。但是这项技术也还存在问题,那就是“扰频很严重”,导致无法破译某人的信息,“有时则出现一些只对能够比较两个微型指纹的算法才有意义的数字。”为了让人们接受这一技术,以之配合,文章对指纹辨认的原理及其过程作了说明,而且指出它是“非常具有入侵性质”的手段,因此不能任意进行使用。
4.正因为“视网膜”辨认和“手掌”辨认的原理和方法与“指纹”辨认原理和方法大致相同,所以在较详细地介绍了“指纹”辨认技术的原理、方法以后,“视网膜”和“手掌”的辨认,说明从简,只需要指出其不同的地方就行了。
篇2
【关键词】快速检测方法 食品 微生物 应用
食品是人们能够在社会上生存和发展一个重要前提,食品的质量问题直接关系到人们的生存质量和水平。微生物在食品中最为常见,是一种难以避免的客观存在,同时也是影响食品安全和食用人身体健康的一个重大因素。通常情况下,评价一种食品是否安全可以通过检测食品中微生物的种类和数量判定。目前,负责进行食品微生物检测的快速检测技术主要有显微镜镜检法、琼脂平板培养法(这两种为传统快速检测技术),气相色谱法、免疫学检测法、传感器检测法、分子生物学检测法、抗阻测定法以及自动检测法(这五种为现代快速检测技术)等多种快速检测技术。为了更加详细的探讨快速检测技术在食品微生物检测中的应用概况,本研究以免疫学检测法中的酶联免疫吸附法(ELISA)应用概况为例探讨快速检测技术应用概况,具体内容如下分析。
一、酶联免疫吸附法(ELISA)
(一)作用原理
该检测方法的原理是在确保不损坏抗原或者抗体免疫活性的前提下将其放入固相载体中,然后对包含待测的抗原或者抗体的受检样品按照规范步骤与原先放入固相载体中的抗原或者抗体结合,两者反应后产生复合物,这种复合物与仍待检测的抗原或者抗体总量之间形成一定比例。最后对这个反应液中其他不需要的物质进行洗涤排出后放入酶反应底物,反应后底物会逐渐生成有色产物,然后对这些有色产物进行定量和定性分析就能够得出测试物的具体微生物含量。
(二)检测方法
酶联免疫吸附法(ELISA)具体测定时一般有直接和间接两种方法。其中,所谓的直接法就是指标记抗体与固定抗原直接作用并放入底物后直接得出有色产物的方式。而所谓的间接法指的是待测样本抗体首先与已知抗原进行作用后再放入酶标记物,酶标记物与免疫复合物作用后才放入底物产生有色物质。另外,该检测方法还有多种改良方法,比如双抗体、双抗体夹心以及竞争法等。双抗体方法一般是在医学检测中应用比较多,而竞争法则在食品微生检测中应用较多。
(三)影响免疫法结果的因素
酶联免疫吸附法(ELISA)测定时一般主要涉及到酶底物、抗原、酶、交联剂等多种物质,所以也就意味着这些物质性质和质量对整个检测结果会产生直接或间接的影响。通常情况下,抗原对检测结果影响主要在于其包被质量上,所谓的抗原包被就是在聚苯乙烯微量反应板中固定上抗原的物质,其质量与检测结果有很大关系;酶底物在免疫检测中的作用是稳定反应呈色,防止有色物质变色。所以,也就是说若酶底物的稳定能力不足,那么将直接影响反应有色物质的呈色时间,影响检测结果。当前选择的酶底物在HRP和AKP中选择不同,前者多选邻苯二胺,后者多选硝基苯磷酸盐;酶一般是使用HRP较多,而实际最主要的有HRP、ARP以及GO和半乳糖苷酶几种。
二、食品微生物检测中应用酶联免疫吸附法(ELISA)的概况
酶联免疫吸附法(ELISA)在食品微生物检测中应用时主要是检测食物中的真菌毒素、细菌以及介导病毒三个主要内容进行检测,具体检测步骤如下分析:
(一)测定真菌毒素方法
食品真菌毒素测定主要是指黄曲霉毒素B1的测定,测定的具体方法有反向直接竞争酶联免疫吸附法、间接竞争酶联免疫吸附法、直接竞争酶联免疫吸附法以及生物素亲和素酶联免疫吸附法法等多种方法。实验结果证实,直接和间接酶联免疫吸附法对食品中的黄曲霉素度B1的测定灵敏度高,具有更为简便、更加廉价和安全的特点,非常适合在一些经济水平较差的基层地区中使用。1996年陆戈等研究人员使用了单克隆抗体(专门用于抗黄曲霉毒素B1)对常见食品(比如食用油、大米以及玉米等)中的黄曲霉毒素B1进行间接竞争法测定,并确定了专门的间接竞争测定法。实际测定结果显示,改方法测定是最低检出浓度达0.01lng/g,精密度高达2.0~24.3%,对某一地区的1620食品样品检测结果中,其检出率高达97%,而一些灵敏度比较低的方法根本无法检测出黄曲霉素度B1。所以也就意味着,酶联免疫吸附法检测食品中的真菌毒素效果非常显著,且价格便宜,可以在多个地区应用。
(二)测定细菌方法
食品中对人体健康影响最大的一种细菌为沙门氏菌,1996年文其艺等多位研究者使用酶联免疫吸附法对460分食品进行检测显示,沙门氏菌的阳性率非常高的,甚至比国际上的标准检测方法阳性率还要高。可见,酶联免疫吸附法在测定食物细菌上结果非常可靠。1990年Cryan等研究者使用DNA探针技术和酶联免疫设法两种反法对大肠埃希氏杆菌内毒素进行检测后发现,酶联免疫吸附法的灵敏性和检出率以及检出时间均明显优于DNA探针技术。而在1986年R.M.Lister等研究者使用酶联免疫吸附法对番茄酱中的霉菌进行检测发现,酶联免疫吸附法的灵敏性要远远大于化学检测法的灵敏性另外,还有研究者对鱼虾、蛋品等产品的霉菌进行检测也发现酶联免疫吸附法的检出率非常高。总言之,酶联免疫吸附法检测食品细菌检出率非常高,值得作为一种有效方法进行推广。
(三)测定介导病毒方法
介导病毒测定主要是对一些食品从业人员进行测定后分析食品微生物病毒感染性质的方法。一直以来,酶联免疫吸附法都在食品相关人员的乙肝病毒感染监测中得以应用。且除了在这些最常见的病毒感染可疑人员进行测定之外,该方法还应用在克山病疾病的血清监测中,主要是监测这类疾病患者血清中是否存在柯萨奇B组病毒,从而了解该病毒在克山病患者中的存在情况,有助于医护人员根据这些测定结果采取针对性消灭病毒,治愈疾病的方法。
总而言之,食品微生物快速检测方法非常多,在进行检测时应该选择效果更为明显且操作简便和价格便宜的方法,比如酶联免疫吸附法,真正提高食品微生物检出率,保障食品安全。
参考文献:
篇3
【关键词】 食品;微生物;检测技术;研究;进展
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.11.842 文章编号:1004-7484(2013)-11-6815-02
食品在生产加工、储备保存、运输销售等过程中,容易产生大量的微生物,导致食品变质,并引发食源性中毒或者感染,尤其是在环境污染不断加重情况下,微生物繁殖速度不断加快,食品安全问题越来越严重了。随着微生物检测技术在食品微生物检测中的推广和应用,简化了食品检测程序,缩短检测时间,提高检测质量,为食品卫生安全提供了重要的技术保障。
1 食品微生物检测技术
1.1 遗传学检测技术
1.1.1 PCR检测技术 PCR检测技术,即聚合酶链反应,是一种体外扩增DNA的检测方法,能够在短时间内,让某个微量DN断特异性快速扩增,最多可超过百万倍。PCR检测技术,把模板DNA、Taq酶、镁离子、引物等物质进行有效的混合,并放入到PCR微型管内,在PCR编程调控仪作用下完成检测,其具有操作简便、检测迅速、特异性高等应用优势,可通过扩增DNA,以判断是否存在某类微生物[1]。同时PCR检测技术能够对培养难度较大微生物进行检测,使得微生物检测效率大大增加。现阶段,PCR检测技术在大肠埃希氏菌、李斯特菌及沙门氏菌等检测中已得到成功应用,但是在假阳性、阴性、定量检测上还存在不足。
1.1.2 基因芯片检测技术 基因芯片检测技术主要通过纤维打印或者原位合成的形式进行检测,能够对数万个DNA探针置于支持物体表层,并获取相应的DNA探针序列,再和标记样品杂交,以杂交信号对样品进行快速的检测和判断。在食品致病菌检测中,基因芯片检测技术能够通过并行或者通量形式进行检测,仅一次实验,即可获取完成检测数据,操作简便、速度较快,可在短时间内获取检测结果,而且其特异性较强、灵敏性较高。但是检测设备、材料昂贵,检测操作要求高。
1.2 免疫学检测技术
1.2.1 ELISA检测技术 ELISA检测技术,即酶联免疫吸附,又可称为荧光酶标免疫检测技术,其主要将抗体吸附或者抗原吸附到固相载体中,并在固相载体上对免疫酶进行染色,当底物显色之后,通过定量或者定性形式,对有色产物量进行分析,可明确样品待检测物的含量[2]。ELISA检测技术集合了放射免疫与免疫荧光两种检测技术的优点,具有操作简便、灵敏性高、适用范围广、检测迅速、成本低等应用优势,能够同时对数千份样品进行检测和分析。随着ELISA检测技术不断发展和优化,其在食品卫生安全中得到广泛应用,能够对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌及沙门氏菌等进行有效检测。
1.2.2 MS检测技术 MS检测技术,即免疫磁性微球检测。由于很多食品样品多以固液混合形式存在,常规检测方法无法分离出食品中部分微生物,必须在免疫磁性微球分离作用下,才能快速将微生物分离出来。免疫磁性微球分离检测技术主要是将特异性较强抗体偶联于免疫磁性颗粒的表层,与实验样板被检测微生物特异性进行有效结合,载有微生物免疫磁性颗粒能够在外部磁场反应条件下,慢慢聚集到磁极方向,将检测样板混合液去除,不仅能够达到分离微生物作用,同时掌握微生物的密集程度。免疫磁性微球检测分离技术能够在大量混杂致病菌中,选择性将被检测微生物分离出来,使得微生物分离效果大大提高,检测时间也有所缩短,在食品卫生安全检测中具有良好的应用效果。
1.3 培养学检测技术
1.3.1 干片检测技术 干片检测技术,即快速检测试片,主要是将胶片、纸片或者纸膜作为微生物培养基的载体,把特定显色物质、培养基放置到载体上,通过对微生物生长特性或者显色反应,以对食品中存在致病微生物进行测定[3]。Forg研究者,采用快速纸片检测方法,对大肠菌群进行快速检测,将原有检测时间从72小时缩短至15小时,检测程序得到简化,检测成本也大大降低,对高分子、微生物及化学等集于一体检测技术研究和发展起到有效的促进作用。近几年来,Petrifilm研究者,以滤纸作为载体检测试片在食品微生物检测中得到广泛应用,能够对真菌、大肠菌群及大肠杆菌等微生物进行有效检测[4]。
1.3.2 全自动化检测技术 全自动化检测技术主要是在电阻抗原基础上,对微生物进行有效的检测及计数的一个系统。在培养微生物过程中,能够把培养基内大分子(如碳酸化合物或蛋白质等)电惰性物质转变成为小分子(乳酸或氨基酸等)活性物质,以降低培养微生物阻抗,使培养基内电导性发生变化,并通过定量形式获取微生物量[5]。全自动化检测技术,能够依据不同检测需求,选择不同培养基,以对样品致病菌落总数进行有效检测,如酵母菌、乳酸菌及大肠菌群等,检测时间不超过24小时,样品匀液无需稀释,且食品受到微生物污染程度越高,检测速度越快[6]。
1.3.3 ATP检测技术 ATP检测技术在活性生物检测中得到广泛应用,当生物死亡之后,ATP将在两个小时内被分解[7]。所以,通过对样品ATP浓度进行测定,即可获取活性菌群数量。荧光素酶能够在ATP辅助下对D-荧光素产生氧化反应,并形成荧光,荧光强度和ATP浓度在特定范围内,能够形成一定的线性关系,然后使用发光光度计情况下,能够对被测液体ATP量进行检测,若活性生物ATP量较为稳定,荧光定量能够清楚呈现出系统代谢活性细胞情况。荧光反应检测技术在HACCP关键控制点管理中具有重要作用,大大提高了控制点的检测速度和效率,而且便携式荧光光度计在现场检测中较为适用,不仅能够极微量致病微生物水平进行检测,同时可以对食品生产加工条件进行有效评估,对食品卫生安全监测具有重要意义。
1.4 传感器检测技术
1.4.1 光学检测传感器 光学检测传感器主要是将被检测细胞放置在传感器的表层,在厚度变化、光折射情况下,能够对微生物微小变化进行测定[8]。现阶段,光纤波导、共振镜、及干扰仪等光学检测传感器在食品致病微生物检测中已经得到成功应用。Watts等研究者,利用共振镜对食品中的金黄色葡萄球菌进行检测,测定限能够达到8×106cells/ml,检测时间仅需5分钟。Schneider等研究者,利用全内反射测量方法,对沙门氏菌进行检测,检测灵敏性能够达到5×108cfu/ml,检测时间较短,为5分钟。大量研究表明,光学检测传感器具有操作简便、检测速度快、检测时间段、成本低等优点,但是只能对存在荧光素微生物进行检测,灵敏性有待提高。
1.4.2 压电免疫检测传感器 压电免疫检测传感器主要是在金或者银晶体的电极表层上设置一层固定抗原或者抗体活性物,当液相在免疫反应作用下,固定抗原或者抗体分子能够样品存在抗体或抗原进行识别,然后与特异性进行有效结合,可产生免疫混合物,在电极表明上沉积,使得电极表层负载发生变化[9]。在免疫反应过程可作为被检测晶体的振动频率变化量,通过变化量可获取被测样品含量。Koenig等研究者,利用免疫检测传感器对沙门氏菌进行检测,获取线性范围的达到了106至108cell/ml,检测时间共需45分钟。近年来,免疫检测传感器在活性生物检测中发挥着越来越重要的作用,并成为了食品微生物检测研究重点。
1.4.3 生物发光检测传感器 通过对荧光素酶转入噬菌体进行深入研究,生物发光检测传感器在微生物检测中得到广泛应用。Folley-Thomas等研究者,利用TM4抗菌素对结核杆菌进行检测,检测灵敏性达到104cells/ml,检测时间为两个小时。Blasco等研究者,通过构建灵敏性高生物传感检测系统,能够对大肠杆菌、沙门氏菌等微生物进行检测,在整个检测反应中,噬菌体能够将微生物宿主进行分解,并通过生物发光传感器,对检测样品释放产生细胞容物内ATP进行测定,并依据菌体数量和ATP间形成的先行关系,可获取微生物总数。生物发光检测传感器具有良好的特异性,能够对活性微生物和死亡微生物进行鉴别,但是检测时间性相对较长,灵敏性相对较低[10]。
2 结 语
现阶段,食品微生物检测技术得到有效提高,并向着检测程序简便、检测精确度高、检测效率高、自动化检测等方向发展,为食品安全检测和管理提供重要技术支持。食品微生物检测方法较多,各有各的优势,检测人员应该依据食品微生物检测项目标准和要求选择适宜检测技术,或者将各种检测技术进行有效的结合,以提高食品微生物检测精确度,以保证食品卫生安全管理有效性。
参考文献
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[4] 陈鹏云.浅谈食品微生物检测技术和方法[J].价值工程,2010,8(35):90-92.
[5] 何建仁.试论食品微生物检测技术新发展[J].科技资讯,2011,6(20):78-79.
[6] 许子刚.浅谈食品微生物检验内容与检测技术分析[J].科技与企业,2012,4(07):54-56.
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[8] 叶思霞,蔡美平,罗燕娜.食品微生物检测技术研究进展[J].安徽农学通报(上半月刊),2009,3(19):56-57.
篇4
关键词:食品、微生物检测、快速检测技术
食品病原微生物检测是保障食品安全的重要组成部分,依靠采用培养基增菌培养、分离、生化鉴定及革兰染色镜检等传统检测方法,对实验室技术人员的专业技术、操作技能以及工作经验要求极高,操作步骤复杂繁琐,检测周期长,灵敏度低,准确性差,容易出现假阴性或假阳性结果。近年来,微生物快速检测技术发展迅速,运用分子生物学、电子技术、生物化学、免疫学等技术对微生物进行分离、鉴定和计数,与传统检测方法相比,更快、更方便、更灵敏、更准确。
一、主要食品微生物快速检测技术
1 分子生物学技术
(1)PCR技术
通过大量复制目的菌的高度保守的一段或几段特异性DNA并确认这些DN段的大小来完成检测,如果样品中存在目的菌,就能复制出有关特异性DN段,而复制特异性DN段靠聚合酶链反应―PCR技术。
该技术已大量运用到食品微生物检测领域,并形成标准化,如SN/T 1632.2-2005《奶粉中阪崎肠杆菌检验方法 第3部分:荧光PCR方法》、DIN 10135:1999《沙门氏菌聚合酶连锁反应(PCR)检验方法、ISO 20837:2006《食品和动物饲料微生物学―聚合酶链反应(PCR)检测食源病原体―定性检测用样品的制备》
目前利用PCR技术检测病原菌的商品化仪器有被AOAC、USDA-FSIS、Health Canada、AFNOR等权威机构认可的BAX@全自动病原菌检测系统,可检测沙门氏菌、大肠杆菌O157、单增李斯特菌等致病菌,此外还有RiboPrinter@微生物鉴定系统,可鉴定沙门氏菌、大肠杆菌O157、单增李斯特菌和阪崎肠杆菌等致病菌在内的1400多种细菌。
在1996年由美国AB公司推出的实时荧光定量PCR仪,与常规PCR仪相比,它具有特异性更强、有效解决PCR产物污染、自动化程度高,同时能对起始模板进行准确定量等特点。
(2)核酸探针技术
核酸探针是指带有标记的特异DN段。根据碱基互补原则,核酸探针能特异性地与目的DNA杂交,最后用特定的方法测定标记物。探针标记方式为放射性标记、非放射性标记,具有直观、准确等特点,基于核酸探针杂交的基因芯片技术,虽然其灵敏度与PCR技术相当,但其具有高通量、多参数、高精确度和快速分析等特征,所以备受青睐。我国已将此技术引入到行业标准中来,如SN/T 1543-2005《食源性致病菌基因芯片鉴定方法》。
2 免疫学技术
(1)荧光抗体法
用荧光物质标记抗血清的抗体,即抗抗体。使用荧光显微镜观察样品中的目的菌-荧光标记抗体结合物或目的菌-抗体-荧光标记抗抗体结合物来判断结果。在食品微生物检测领域内,国内使用的较多是mini-VIDAS全自动荧光酶标免疫测试系统,该系统已被AOAC、AFNOR等权威机构认可,可检验沙门氏菌、单增李斯特氏菌、大肠杆菌O157、葡萄球菌肠毒素等。
(2)免疫酶技术
以酶标记抗体或抗抗体,抗原与酶标记抗体,或抗原-抗抗结合物与酶标记抗抗体特异性结合。根据酶反应有色反应的有无及其浓度,即可间接推测被检抗原或抗体是否存在及其数量。常用酶技术分为固相免疫酶测定技术、免疫酶定位技术和免疫酶沉淀技术。在食品微生物检验领域内,国内使用比较多的有Reveal@大肠杆菌O157:H7检测系统、Reveal@沙门氏菌检测系统及GeneQuence@李斯特氏菌检测试剂盒、金黄色葡萄球菌乳胶凝集试剂盒等。
(3)免疫磁珠技术
用连接抗体的磁珠捕捉增菌液中的目的菌,然后将捕捉到的抗原即目的菌划线于选择性平板,观察菌落。或用荧光或酶标记的抗抗体进行检测。或用聚合酶链式反应技术进行进一步检测。此技术在ISO 166654:2001《食品和动物饲料微生物学―大肠杆菌O157基准检验方法》上得到了应用。目前可利用该技术对沙门氏菌、大肠杆菌0157、大肠杆菌0145、大肠杆菌O111等进行测试。
(4)免疫层析技术
该技术是一种膜固相免疫测定技术。滴加在膜一端的样品溶液受膜的毛细管作用向另一端移动,犹如层析一般。移动过程中被分析物与固定于膜上某一区域的抗原或抗体结合而被固相化,无关物质则越过该区域而被分离,然后通过标记物的显色来判定实验结果。以胶体金为标记物的实验称为胶体金免疫层析技术,该技术具有简单、快速、准确和无污染等优点,可对食品中大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、布氏杆菌、霍乱弧菌等进行检测。
(5)其它免疫技术
细菌直接计数法主要包括流式细胞仪(flow cytometry,FCM)和固相细胞计数(solid phasecytometry,SPC)法。FCM通常以激光作为发光源,经过聚焦整形后的光束垂直照射在样品流上,被荧光染色的细胞在激光束的照射下产生散射光和激发荧光。光散射信号基本上反映了细胞体积的大小;荧光信号的强度则代表了所测细胞膜表面抗原的强度或其核内物质的浓度,由此可通过仪器检测散射光信号和荧光信号来估计微生物的大小、形状和数量。流式细胞计数具有高度的敏感性,可同时对目的菌进行定性和定量鉴定。目前已经建立了细菌总数、致病性沙门氏菌、大肠埃希氏菌等的FCM检验方法。
3.其它技术
即用型纸片法
3M公司的perrifilmTMPlate@系列微生物测试片,可分别检测菌落总数、大肠菌群计数、霉菌和酵母计数。由RCP Scientific Inc公司开发上市的Regdigel@系列,除上述项目外还有检测乳杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌的产品。3M公司生产的PF(Petrifilm)试纸还加入了染色剂、显色剂,增强了菌落的目视效果,而且避免了热琼脂法不适宜受损细菌恢复的缺陷。霉菌快速检验纸片,应用于食品检验中的霉菌具有操作简便,仅需36℃培养,不需要低温设备;快速,仅需2d就可观察结果,比现在的国家标准检验方法缩短3~5d,大大提高了工作效率。纸片法与国标法在霉菌检出率上差异无统计学意义,且菌落典型,易判定。
二、食品微生物快速检测技术的局限性
快速检测技术的评估结果表明,其对于某类食品的性能优于其他食品,很大程度上是由于食品成分干扰所致,有些食品成分对于快速检测方法中所应用的技术是比较麻烦的。例如在采用PCR技术时,食物中的高蛋白、高脂肪对Taq酶具有抑制作用,可能导致检测结果假阴性。同时PCR操作过程要求严格,微量的外源性DNA进入PCR后可以引起无限放大产生假阳性结果。
三、结束语
随着某一快速检测技术更加频繁的使用,其好处与局限性同时变得更加明显,使用者在选择这些快速检测技术时,应考虑此技术的准确性、特异性、实用性、稳定性、灵敏度以及采用此技术的供应价格、认可程度和售后服务等因素,综合判别后进行选择。
参考文献:
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[3]熊国华,等.实时荧光PCR定量检测食品中的单增李斯特菌[J].中国食品卫生杂志,2007,19(3):248-250.
篇5
【关键词】食品;微生物检验;检验内容;检测技术
一、食品微生物检验的要求
1、操作人员和操作细节
实验室应当聘请具有一定微生物学资质的人来操作,并且要经过考核合格后方能上岗。要求其具有较熟练的操作技能,强烈的质量意识,并且严格遵守无菌操作规程,减少人为因素带来的困扰。
操作要求:操作人员牢记无菌观念,整个过程要求无菌操作,严格按照GB/T4789食品微生物检验标准进行操作。用无菌工具无菌操作取样。按照 GB/T4789标准方法进行数据处理,得出实验结果。
2、检测环境和设施设备
实验室应当具有适宜微生物检验进行的设施设备条件,包括检测设施及辅助设施,并且要特别注意特殊的设备要在特殊的环境下放置和操作。无菌实验室的建设应符合GB19489的规定,符合无回路的原则。设有人流和物流通道。在时问和空间上有效隔离各种检测活动。为保证检测样品的完整性,操作时应按照规定的程序并采取预处理措施。
(1)紫外线消毒:在室温下,220V,30W紫外灯下方垂直位置lm处的253.7nm紫外线辐射强度应≥70μW/cm2,低于此值时应更换,适当数量紫外灯,确保平均每立方米应不少于1.5W。
(2)臭氧消毒:封闭无菌室内,无人条件下,采用20mg/m3浓度的臭氧作用时间应≥30min,消毒后室内臭氧浓度≤0.2mg/m2时方可人内作业。
(3)无菌室空气灭菌效果验证方法(沉降法):一般情况下无菌室面积≤30m2时从所设定的一条对角线上选取3点,即中心l点、两端各距墙1米处各取一点;无菌室面积≥30m2时选取东、南、西、北、中点均距墙lm各取一点。
3、检测设备和检测药品
(1)培养箱、水浴锅、于热灭菌箱和高压灭菌锅的安装要求:在首次安装时要校对温度的稳定性和一致性。记录以上设施其温度稳定性达到平衡时所需要的时间。要求定期对以上设备进行清洁和消毒。最好是使用感应器来对运转循环情况进行控制和监控。
(2)药品配置:培养基采用高压湿热灭菌法,121℃灭菌15分钟。部分培养基如胆硫乳培养基则需采用煮沸灭菌法。对于热敏感的培养基采用膜过滤法。
4、样品的采集、运输和保存
采集具有代表性的样品,并且样品采集必须在无菌操作下进行,以防止样品受到外源性污染和细菌的生长。采样用具及包装物必须是灭菌的。在样品的运输和保存过程中应避免日光照射,防止外来物的污染。采样后,应将样品在接近原有贮存温度条件下尽快送往实验室检验。运输时应保持样品完整。一般不应超过3小时。如不能及时运送,应在接近原有贮存温度条件下贮存。
二、食品微生物检验内容和技术
食品微生物检验的内容
1、对食品污染程度指示菌的检验。细菌总数又被称为菌落总数,指食品及生活饮用水检样经过处理,在一定条件下经过培养后,所得1g或1mc检样中所含细菌菌落个数,是判断食品及生活饮用水被污染程度的重要指标。大肠菌群系指一群在37℃培养24h后能发酵乳糖、产配、产气、需氧或兼性厌氧的革兰氏染色阴性无芽孢杆菌。其主要来源于人和牲畜的粪便,所以研究中经常采用粪便污染指标菌来评价生活饮用水及食品的卫生质量。
2、对食品中致病菌的检测。在GB4789食品微生物学检验标准中,已明确规定某些微生物的数量,所以我们除要检测食品污染程度指示菌,如菌落总数、大肠菌群(MPN)的测定外,还有致病菌如金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和志贺氏菌等。
食品微生物检验的技术
多年以来,对食品微生物的检测,通常采用琼脂平板培养法,共需2―3d才能完成。近几年各国的许多机构和学者都致力于快速检测技术和方法的研究,已改进和开发了一些快速的检测技术和方法,提高了食品微生物检验的高效性、准确性和可靠性,其中新方法有以下几种。
1、采用电阻抗法。其原理是细菌在培养基内生长繁殖的过程中,将会使培养基中的火分电惰性物质如碳水化合物、蛋白质和脂类等,代谢为具有电活性的小分子物质,其能增加培养基的导电性,从而使阻抗发生变化,所以我们可以通过检测培养基的电阻抗变化情况来判定细菌在培养基中的生长繁殖特性,即可检测出相应的细菌。该法已用于霉菌、大肠杆菌等细菌的检测。
2、采用快速酶触反应及代谢产物的检测。细菌在生长繁殖过程中可合成和释放某些特异性的酶,所以根据其特性来选用相对应的底物和指示剂,并记录反应的结果。如美国3MPetiffilmTM微生物测试片可分别快速测定细菌总数、金黄色葡萄球菌等。
3、采用分子生物学技术。其又包括两种技术:(1)核酸探针技术。根据碱基互补的原则,用特定的方法测定标记物。(2)聚合酶链式反应(PCR)技术。其原理为通过加热使双链DNA经裂解成两条单链,成为引物和DNA聚合酶的模板;然后降低温度,使寡聚核苷酸引物与DNA分子上的互补序列退火。一般情况下退火温度越高,扩增特异性越好。
4、采用免疫学方法检测细菌抗原和抗体的技术。其有三种技术:(1)荧光抗体检测技术(IFA),包括直接法和间接法。直接荧光抗体检测法是在检样上直接滴加已知特异性荧光标记的抗血清,经洗涤后在荧光显微镜下观察结果。间接法是在检样上滴加已知细菌特异性抗血清,待作用后经洗涤,再加入荧光标记的抗体后在荧光显微镜下观察结果。(2)免疫酶技术(EIA),其是将抗原、抗体特异性反应和酶的高效催化作用原理结合,是一种新颖且实用的免疫学分析技术。通过共价结合将酶与抗原或抗体结合,形成酶标抗原或抗体,或通过免疫方法使酶与抗酶抗体结合,形成酶抗体复合物。(3)免疫磁珠分离法 (IMS),即应用抗体包被的免疫磁珠,用一个磁场装置收集铁珠。
5、采用仪器法。(1)微型全自动荧光酶标分析仪(Mini―VIDAS),其主要采用具有优异的敏感性和特异性的酶联荧光技术(ELFA),所测的荧光与抗体中抗原的含量成正比。(2)全自动微生物分析系统 (Vietk―AMS)。其可以同时对60-~480个样品进行分析,并且鉴定时间只需2~3h,这是效率非常高的一个检验系统,并且也是今后食品微生物检验技术发展的一个方向。
结束语
近年来,食物中毒事件逐年增多,随着科技发展和人们生活水平的提高,食品安全和卫生已经成为人们关注的焦点。国际卫生组织非常关注食品微生物污染问题,食品微生物检验成为了食品质量安全控制方面的重要技术之一,对控制微生物引起的食源性疾病具有重要作用,因而加强食品的安全检测就显得更加重要。
参考文献
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关键词:肉类食品 微生物 安全现状 控制检测技术
肉类食品安全问题关系到千家万户老百姓的切身利益,已日益成为人民群众普遍关注的社会焦点问题。然而,近年来,社会上由致病性微生物导致的肉类食品安全事件频繁发生,造成人们对食品安全的忧虑与恐惧,严重威胁着人民群众的生命健康安全。
1、肉类食品安全
肉类食品安全是指剔除不可接受的损害风险的情况,在规范条件下,施以科学合理的生产方式生产出来的优质、安全的肉类食品。所谓“损害风险”指的是肉类食品对人类自身及社会 “潜在的伤害”,这里主要包括不安全的肉类食品可能导致人类出现中毒、致病、致残甚至致命等等严重情形。肉类食品存在诸多的不安全因素,主要来自微生物性污染(包括沙门氏菌、葡萄球菌、大肠杆菌、肉毒梭菌等等)、化学性污染(包括农药残留、食品添加剂等等)、食品新技术及非法生产等等,其中微生物性污染是导致我国肉类食品不安全的重要因素。
2、我国肉类食品微生物安全现状及其影响因素
我国是肉类食品的生产、加工、消费大国,肉类食品已经成为人民群众餐饮中不可或缺的美味产品,消费者对于肉类食品需求意愿的逐步加强,带动了肉类食品行业的相关产品的发展,使得我国的肉类食品企业行业规模不断发展壮大。但是,我们同时也要注意和发现其中存在的一些问题:从事肉类食品加工的企业规模大小不一、生产技术水平高低不齐、质量的管理控制能力优劣参半等等原因都时刻要求肉类食品企业在关注产品销量的同时,更要注重产品的质量安全,以确保取得消费者对本企业产品的认同,保证企业的健康稳步的发展。近年来,我国发生的猪链球菌中毒事件、高致病性H5N1型禽流感、瘦肉精事件、生蛆门事件、亚硝酸盐严重超标、引起食源性疾病的微生物感染等肉类食品安全事件,致使肉类食品安全问题成为了群众普遍关注的焦点问题。
污染我国肉类食品源头的不安全因素很多,但在肉制品中食源性致病菌和各种病毒造成的微生物性污染最为严重。其中需要严格防控的微生物病原体主要包括沙门氏菌、李斯特氏菌、出血性大肠杆菌O157:H7、猪链球菌以及其他肠道致病菌。虽然,目前全世界范围内对肉类食品安全的微生物性污染控制有了很大的发展,但其中一些病原体的变异等可能出现的状况仍需要高度关注。长期以来,我国的食品卫生质量监督部门对肉类食品的检查监督非常严格,但由于肉类食品的营养丰富,十分适合致病微生物的繁衍,加上微生物污染的传播途径很多且不容易被察觉发现,从而导致了肉类食品微生物安全事件的发生较为频繁。概括来讲,导致我国肉类食品微生物安全的影响因素主要有以下几个方面:畜禽屠宰环节存在多次感染微生物的机会,微生物可通过多种途径和传播媒介对肉类表层造成污染。肉类食品的加工过程中常常会发生微生物交叉感染,导致肉制品中的菌群数量超标,容易滋生出病原菌,加速肉类食品的腐烂变质。肉类食品在流通环节中如果没有完整的冷链体系和健全的检测体系,就会造成微生物的二次污染,从而影响到肉类食品的安全。为了保证肉类食品的微生物安全,必须加强对微生物变异及未知病原体的观察和研究,提高检测和控制技术以应对有可能突发的肉类食品安全危害。
3、引起我国肉类食品安全事件的常见微生物
3.1 大肠杆菌
大肠杆菌,学名 “大肠埃希菌”, 属肠道杆菌大类中的一种,经常存在于人和动物的肠道中,数量非常多,主要寄生于大肠内,是一种两端钝圆、能运动、无芽孢的革兰氏阴性短杆菌。它是和我们的日常生活关系结合得比较密切的一类细菌,结构比较简单、易于培养,也是生物学上十分重要的实验材料之一。在正常情况下,大多数大肠杆菌是比较安分守己的,不会对人类的身体健康造成任何伤害,反之还能够抵御其他致病菌的袭击,帮助合成维生素B和K。只有当身体出现免疫力下降,肠道长期缺乏刺激等特殊情况时,这些大肠杆菌才会侵入人类体内一些部位,比如胆囊、尿道、膀胱等处,极易引起感染,导致出现胃痛、呕吐、腹泻和发热等不适症状。因此,大部分大肠杆菌通常被看作机会型致病菌,可以经过带菌人的手、食物和日常生活用品进行广泛传播,还可以经过空气或者水源进行传播,带菌肉类食品也会由于生熟交叉污染、熟后污染或者加热不够彻底等引起一系列的中毒安全事件。
3.2 李斯特氏菌
李斯特氏菌是一种能够促使人畜共同患病的病原菌,广泛存在于自然环境中,属于革兰氏阳性菌类球型杆菌,能够引起败血症、脑膜炎、心内膜炎、流产等病症,对人类生命健康安全具有严重的威胁性。然而,通过加热能够消灭李斯特氏菌,高温肉制品不会产生李斯特氏菌,不需加热的即食类低温肉制品必须控制李斯特氏菌的产生。经过实验证实,肉类、蛋类、禽类、海产品、乳制品、蔬菜等等都是李斯特氏菌的感染源。在自然环境中时时处处都存在着李斯特氏菌,而且在大多数食品中也都能找到李斯特氏菌的踪迹。因此,在肉类食品卫生安全微生物检验中,必须加以引起足够重视。
3.3 沙门氏菌
沙门氏菌属于肠杆菌科,是革兰氏阴性肠道杆菌的一种。它天然存在于鸟类、哺乳类、爬行类和两栖类动物的肠道内,带菌率较高,是引起食物中毒的常见病原菌。沙门氏菌的主要传播媒介是肉类产品、家禽和蛋奶类制品,感染主要是由这种病菌的血清型和食用者的身体状况决定的,小孩、老人及免疫力低下的人群是受威胁最严重的。沙门氏菌感染食物的原因主要有:生熟食品未进行详细分类而造成交叉性感染;病畜或者病禽的粪便污染了食物;带菌者在生产食物的过程中污染了食物等等,都会导致发生不同程度的食物中毒安全事故。据统计,在全世界各国的细菌性食物中毒中,沙门氏菌引起的食物中毒往往名列榜首。
3.4 金黄色葡萄球菌
金黄色葡萄球菌是葡萄球菌属中的一种典型病原菌,广泛存在于空气、水、灰尘以及人和动物的排泄物中,可致使许多食品受到感染,其引起的食物中毒感染几率仅次于大肠杆菌。人畜化脓感染部位常常成为金黄色葡萄球菌的污染源,可造成局部化脓感染,甚至引发肺炎、心包炎、败血症、和脓毒症等传染疾病。金黄色葡萄球菌自身产生的毒素和侵袭性酶是决定其致病力强弱的主要因素,它可通过以下途径污染食品:食品加工人员或销售人员带菌可造成食品污染;食品在加工前本身带菌或在加工过程中受到了污染,产生了肠毒素,引起食物中毒;奶牛患化脓性乳腺炎或禽畜局部化脓时,对肉体其他部位的污染。
3.5 志贺氏菌
志贺氏菌和大肠杆菌都属于肠杆菌科,其形态与一般肠道杆菌无明显区别,为革兰氏阴性杆菌,能分解葡萄糖,产酸不产气。志贺氏菌在外界环境中的生存力比较差,一般在潮湿土壤中仅能存活34天,对高温和化学消毒剂很敏感,很容易产生耐药性。志贺氏菌在人员大量集中拥挤的地方和不卫生条件下能迅速传播,常为食物爆发型或经水传播病。它主要通过消化道途径进行传播,是引起细菌性痢疾的主要病原菌。
3.6 肉毒梭菌
肉毒梭菌属于厌氧性梭状芽胞杆菌属,在厌氧情况下生长,在正常加热温度下存活,容易形成芽胞,芽胞比繁殖体宽,呈梭状,新鲜培养基的革兰氏染色为阳性,产生剧烈细菌外毒素,即肉毒毒素。这些肉毒霉素容易引起人和动物的肉类中毒,导致肉毒梭菌的致病性。肉毒梭菌广泛存在于自然界中,是从土壤、水、蔬菜、肉奶制品、海洋沉积物、鱼类肠道、蟹和贝类的腮和内脏中分离出来的,极易被人和动物所感染,引起腹泻、呕吐、头脑眩晕、呼吸和吞咽困难等等症状,是致死性最高的病原体之一。肉毒梭菌常见于真空包装的罐装食品或半加工的食品中,一般通过高温加热杀死芽胞或者改变肉类食品的状况抑制其产生肉毒毒素等来控制肉毒梭菌的扩散。
4、我国肉类食品中致病性微生物的检测技术
4.1 食源性致病微生物的传统检测技术
食源性致病菌的传统检测方法包括微生物形态和培养特性评价,根据不同微生物在形态结构上的不同从而对微生物进行区别和鉴定,由于不同微生物在同种培养基中生长繁殖形成的菌落特征差异很大,而同种细菌的培养特征在同等条件下具有一定的稳定性,可以利用此点不同之处对不同微生物进行区别鉴定,微生物培养特性的观察也是微生物检验鉴别中的重要组成内容。传统检测方法包括前制作标本、选择性增菌、挑选单个可疑菌落、镜检以及血清学试验等步骤,具有操作繁琐、检测周期长、工作量很大且得到的结果准确性较低等缺点。目前,人们在肉类食品微生物安全快速检测技术上投入了大量的精力,主要有以下几种方法进行对肉类食品中的致病性微生物进行检测。
4.2 生物传感技术
随着生物工程及各种科学技术的快速发展、彼此间相互渗透、进而形成了生物传感技术。目前, 主要用于食品毒素检测的生物传感是通过以表面等离子激元共振生物传感技术应用为主的光学生物传感器对肉类食品中的各种毒素进行检测。表面等离子激元共振生物传感器把受体固定在金属膜上,利用信号识别颗粒谱峰对金属膜表面上的电解质变化较为敏感的特性产生的表面等离子激元共振现象来检测受体和液相配体之间特异性结合的情况。信号识别颗粒检测存在有一些缺陷,如对特异的靶物质和金属膜芯片表面其他样本的非特异交叉反应物无法进行区分辨别;同时分析物质的种类个数少于四种;还有在受体发生点突变、功能活性变化或者是化学改变的时候,SRP无法将其与完整的分析物区分开来。虽然SRP检测方法存在诸多缺陷,但它作为一种使用简单、快速和行之有效的检测技术方法在食品安全领域仍然得到了广泛的推广和使用。
4.3 基因芯片技术
基因芯片技术作为一项新型的生物技术诞生于二十世纪末,它的基本原理就是将各种基因寡核昔酸点样于基因芯片表面,然后微生物样品DNA经聚合酶链式反应扩增后制备成荧光标记探针,再通过其与芯片上的寡核昔酸点杂交,最后通过扫描仪定量和分析荧光分布模式来确定检测样品是否存在某些特异微生物。基因芯片技术理论上可以检测各种介质当中的微生物,在一次实验中检出所有潜在的致病菌,也可以用同一张芯片检测某一致病原的各种遗传学指标,从而研究复杂微生物群落的基因表达情况。基因芯片技术与传统的微生物检测方法相比,具有特异性强、敏感性高、操作简单便捷、一次实验可以得出全部结果等优点,因而在致病原分析检测方面有着良好的的未来发展前景。但是基因芯片技术也有着自身的一些缺点:基因芯片检测对操作人员的专业技术水平要求较高,极大的限制了其普及应用;样品制备和标记工作繁重、过程复杂,由于样品放映过程中极易受到污染会影响信噪比的检测情况;没有统一的质量控制标准且需要专门的仪器设备,检测费用昂贵,造成该项技术在国内很难推广。
4.4多重PCR技术
多重PCR是在常规PCR基础上发展起来的一种新型PCR扩增技术, 以其特异性强、灵敏度高和快速准确等优点在食品微生物检测领域得以广泛应用。多重聚合酶链式反应技术其工作原理与常规聚合酶链式反应技术相同,只是在同一反应体系中加入一对以上的特异性引物,如果存在与各引物对特异性互补的模板,则可同时在同一反应管中扩增出一条以上的目前的DN段,采用这一技术可同时检测多种病原微生物。这种方法减少了操作步骤及试剂,保留了常规PCR的特异性与敏感性,具有高效性、系统性和经济简便性等特色,可以实现一次扩增的同时检测多种微生物的目的。但是多重PCR技术存在扩增效率不高、敏感性偏低;出现引物干扰等缺点,有待进一步完善该项技术手段,从而在肉类食品微生物安全方面进行推广和应用。
肉类食品的安全问题是各国政府和人民群众关注的社会焦点问题之一,解决肉类食品安全问题,加快致病性微生物的控制检测技术研究可以对食源性疾病的发生和传播进行有效地预防与控制,还能避免全球范围内食源性疾病的流行,促进世界各国在肉类食品微生物安全方面的技术交流和科研合作。世界各国通过建立健全肉类食品法规、加强肉类食品检验力度和提高肉类食品中致病性微生物的快速检测技术来加强对肉类食品的安全监控,确保肉类食品的安全与出口贸易。
参考文献:
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关键词:现场教学 微生物 课程开发
《微生物分析检测技术》是包头轻工职业技术学院工业分析与检验专业开设的一门专业课程,是从事分析化验工作人员所必备的专业知识。传统的教学方法是以课堂讲授为主,学生实习、实训为辅的教学方法,这样就造成了学生对于学习这门课程的意义缺乏认识,学生学习的积极性不高,即使掌握了一些理论知识,也不可能对其在生产实践中的作用有较深刻的理解。而现场教学法,可以很好的规避这些矛盾,学生不仅能较容易地学好理论知识,而且能较早的接触和体验到实际工作场地和工作内容。
1 《微生物分析检测技术》课程中应用现场教学法的必要性
在职业教育中,培养学生的动手和应用能力是非常重要的,针对于《微生物分析检测技术》这样一门实践性很强的课程,实施现场教学法无疑是最佳的选择。第一,现场教学法突出教学的现实性,能引起学生的学习兴趣,使学生积极主动地融入教学过程中,教师不再直接告诉学生如何去做,而是让学生通过已经学过的知识,去分析问题、解决问题,使理论和时间有机的结合起来。第二,现场教学法实现了以学生为主体,改变传统教学教学方法中始终以教师为主导的现状,在现场教学环境中,学生通过教师的引导分析问题,提出解决方案,始终处于主导地位。第三,现场教学法充分调动了教学的互动性,整个教学过程始终处于动态之中,改变传统教学时间和空间的制约,实现师生的双向互动,提高学生的沟通和交流的能力,并且很好的学习并践行了团队精神。第四,现场教学法完善了对学生的评价,现场教学中,对学生最终成绩的评定体现在三个方面,分别是理论考试、技能考试、平时表现成绩三个部分,能对学生的综合表现给予全面的评价。
2 《微生物分析检测技术》课程中应用现场教学法的条件
现场教学法与传统的教学在实施过程中有很大的不同,因此实施现场教学法必须具备相应的条件。第一,师资条件,从事现场教学法的教师首先要具有良好的职业操守;要具有较强的理论基础,并且实践动手能力和综合能力必须过硬,同时最好有在企业的工作经验。第二,配套的教学环境,现场教学法打破了传统的教学模式,教师不再是站在讲台上授课,学生也不是坐在教室里一味的听,而是教室与学生同时进入企业或仿真实训基地,使学生对陌生的专业知识有一个感性的认知,所以教学环境的选择和建设是非常重要的。第三,合适的教材,现场教学法改变了传统的章节式的教学内容,而是以典型的工作任务为单元进行,所以合适的教材也是必备条件之一。
3 《微生物分析检测技术》课程中应用现场教学法的实施效果
我包头轻工职业技术学院工业分析与检验专业于2003年开始对《微生物分析检验技术》这门课程实施教学改革,通过实践证明,现场教学法直观、生动,与理论教学相辅相成,取得了良好的效果。第一,课堂气氛明显改善,学习热情显著增强,现场教学法实现了边做边学的教学模式,使学习环境变得灵活宽松了,学习内容与实践贴近,更加生动有趣了,师生间的互动明显增强,师生关系更加融洽了。第二,学生的动手能力明显提高,学习成绩显著改善,通过具体的操作训练,提高了学生对各项微生物分析检测技术的掌握程度,更好地体现了高职教育的培养目标。第三,团队精神明显增强,协作意识显著提升,现场教学法中学生的学习与实践均以小组形式进行,通过无数次的讨论、争辩以及合作,团队精神和协作意识不知不觉的在学生心中生根了。
4 结语
经过一年的教学实践,虽然现场教学法在《微生物分析检测技术》课程教学中的应用取得了预期的教学效果。但在今后的教学实践中还要进一步加大投入,组织教师编写适合的教材,完善教学现场所需的各种仪器设备,创造更好的现场条件以取得更好的现场教学效果。
参考文献:
[1]鲁德银.现场教学的三大要领[J].教学与管理,2001(1):51-52.
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[3]周永.基于校企对接的现场教学法在专业课程教学中的应用[J].长春理工大学学报,2013(01).
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【关键词】水污染;生物监测;检测方法
一、水污染的生物监测原理和优点
1.水污染生物监测的原理
在某种前提条件下,水生生物群落及水的环境有着相互关联并且有着相互制约的现象,保持着非常自然的、暂时性的均衡体系。水环境中注入的污染物质,必将会作 用于生物本身和其种群或者其群落,影响到生态系统的固有生物种群其数量和物种组成与及其更多特点、固有特点、生产力和生理状况等,使某些水生生物逐步消 失,然而在别的某些水生生物却能够继续生长下去,其本身和其种群的数量逐步增加。运用水质检测技术仪器监测水污程度,从这种变化的水污染生物体现,得出水 环境质量的变化,这就是水污生物监测概念和依据。
生物监测是指利用水生生物个体、种群或群落对水体污染或变化所产生的反应来判断水体污染状况的一种水体污染监测方法。生物与环境相互作用,相互影响,环境 的改变能影响生物的生长和生活习性,直至改变生理功能;生物的存在也能影响和改变环境,如生物的摄取能量、新陈代谢等。生物与其环境的这种统一性和协同进 化是环境质量生物监测的生物学基础。
2.水污染生物监测的优点
总的来说,生物监测具有敏感性、富集性、长期性和综合性等特点,具有一定的优越性。水污染生物监测有自身的特点:
①监测功能多样化。由于可以使用水污染监测的生物种类很多,加上每种生物对不同污染物都能产生反应,并且表现不同的症状,因此监测功能强大。
②监测污染状况客观。发挥水污染监测功能的生物一般生活在固定的区域,且有一个稳定的时期,与理化监测相比,更能把某一水域的长期污染状况客观地反映出来。
③监测结果可靠。某些监测生物对一些污染物非常敏感,它们能够对那些连精密仪器都无法检测的微量污染物产生反应,并表现出相应的受损伤的效应
④便于综合评价。理化监测只能检测特定条件下水环境中污染的类别和含量等,而生物监测可以反映出多种污染物在自然条件下对生物的综合影响,从而可以更加客观、全面地评价水环境。
⑤监测成本低。理化监测使用的监测仪器涉及维修和保养,而生物监测不涉及这些工作,因此监测成本较低。
二、水污染生物监测技术
1.运用指示生物在水体里出现或者消失及其数量有多少的办法监测水质
在许木启的实验里,运用了白洋淀水体里的浮游动物群种其变化来判断其水体的污染程度和自净能力。其实验的最终结果是府河D白洋淀的水体从上游至下游中,其 浮游动物的耐污种类逐步减少,而广布型种类逐步增多,而其下游众多正常水体却出现了浮游动物种类均匀分布的现象。同一时间,原生动物在上游的鞭毛虫一直到 中游却出现了纤毛虫。然而,下游却发现众多平常分布在洁净型水体的种类。这一来,表示府河D白洋淀的水体由上游一直到下游水体其污染程度在不断减少,河流 水体拥有显著的而且比较稳定的自净功能。
2.运用水生生物群落布局的变化来监测水质
在蒋昭凤的实验中,使用底栖动物的变化来评估湘江水质污染情况,最后答案发现湘江的支流底栖动物有大型无脊椎动物种及多类性指数,其物种由上游至下游走向 呈现减少情况,从这个实验看来,毒死生物的有效毒物其作用对湘江的污染却比较显著。同时还可以依据湘江支流各断面种类数及其减少程度来判断出各断面其污染 地步。另外,还监测到随着时间的推移,在底栖大型无脊椎的动物种类数及多类特点指数方面,也呈现出消少的趋势。从这种情况看来,有毒污染仍然存在发展的趋势。
三、水污染生物监测和检测的应用
环境的污染物是人类及其它生物最为严峻的危害,其难点就是对细胞遗传物资组成的损害。近几十年中环境生物的检测技术,特别是细胞微核技术及四分体微核技 术,已经在动植物及人类染色体受到外界理化因子损害等方面得到应用。同时,对环境监测的技术的刻苦钻研已经取得巨大的进展。微核在于生物细胞内的生成路径 和染色体畸变的相应特点早就被人们所认识,用微核测定方法取代染色体畸变的方法来监测环境污染物具有很多优点,如对生物遗传物质的伤害较小、操作简便和灵 活度高等。最常用的蚕豆根尖细胞微核的试验技术就是以染色体伤害和纺锤丝低毒的优点等使其成为测试植物微核监测新方法。这项技术自发现以来,在环境诱变及 致癌因子检测钻研中,更是在水质污染与及致突变剂的检测研究领域取得广泛运用。
四、水污染监测技术的发展动向
1.水污染自动监测技术
水污染自动监测是对污染源排放的废水(经过处理的或未经过处理的)以及地表水和地下水被污染的情况进行连续自动采样、测定、传输和数据处理的定时监测网络。
水污染自动监测技术起源于美国,美国在1958年开始对俄亥俄河进行水质自动监测。在日本,各水域和工矿排水几乎都设立了自动监测系统利用计算机来管理及处理数据川。
我国自20世纪80年代开始,在黄浦江、天津引滦济津段以及吉化、宝钢、武钢等大企业的供排水系统建立了水污染自动监测站,开始了对自动水质监测系统的研究。
2.水污染遥感监测技术
水污染遥感指应用地面、航空、航天等遥感平台对河流、湖泊、水库和海洋进行探测,诊断水体的反射、发射、吸收特征的变化,从而实现快速地确定水污染的分布状况和位置的水污染监测方法。水污染遥感常用的仪器有红外扫描仪、多光谱扫描仪、微波系统和激光雷达等。监测对象主要是水面油污染、水中悬浮物、污水排放、赤潮藻类的类型和密度等。在20世纪70年代末,我国辽宁省环境科学研究所利用红外技术对大连湾的油污染进行了监测。1980-1983年在天津一渤海地区组织了一次航空遥感试验研究,对天津地区污染水体的光谱特性进行了初步的分析研究。
综上所述,对于水资源越来越紧缺的生态环境下,水体污染仍然不断受到不同程度的恶化。这样一来,即客观条件迫使水污染监测技术不断改进。水生生物监测水体即能够反应 水环境质量状况,对毒物监测灵敏度高,同时需要的测试仪器也比较简单。当前,国内的水污染生物监测方法和监测物还在不断更新,监测的灵活度越来越高。用某 些方法同样能够对特定的某些或者多种污染物作出不同程度的监测,污染程度高低同样能够明显反映出来。但是,要完成传统生物监测方法没法来完成的水体中种某 些污染物质的检测,还需要共同努力。现在有一些水生生物监测技术仍然难以确定水体中污染物的种类和含量,所以,应该采纳多种监测方法进行综合监测,以保证 监测最终结果的精确性和完整等特点。
参考文献:
[1]许木启.从浮游动物群落结构与功能的变化看府河D白洋淀水体的自净效果[J].水生生物学报,1996,20,(3):212-220.
篇9
关键词 生物技术;食品检测;应用
中图分类号TS2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)106-0127-02
近几年,因城市工业化日渐加深,使得环境问题越来越严重,人们对食品安全的关注也越来越多,食品安全已经成为牵动人心的焦点问题。然而,对于现在的食品检测,传统的方法已经与现代社会发展需求完全脱轨,当前在食品检测中广泛应用的是PCR技术、生物芯片、基因探针法、生物传感器技术、免疫技术等生物技术。眼前,人们越来越关注食品安全,即是食品质量的安全。在我国,影响并制约食品安全的因素有很多,比如法规法律尚不完善,政府监管松懈以及科学技术上遭遇“瓶颈”等。因此,生物技术的广泛应用使人们实现了简便快捷、特异性强、灵敏度高的食品检测方法。
1基因探针法
基因(DNA)探针法又称分子杂交技术,其原理是利用基因的重复性、变性和其碱基互补配对的精确性来探查某一DNA序列的新技术。当前,DNA探针杂交法有两种,分别同相杂交和异相杂交,其技术的关键就是构建基因探针。近几年,基因探针杂交技术十分广泛的应用于食品微生物的检测中,如今可检测食品中存在的大肠杆菌、沙门氏菌、李斯特氏菌、葡萄球菌和志贺氏菌等。相较于传统的检测方法,DNA探针技术在克服了传统检测方法缺点的同时,其操作简便快捷、灵敏度高、特异性强的优点使食品检测结果更精准。但是,DNA探针技术也存在着速度慢、成本高、效率低等局限性,在今后的科学研究中还需改进。
2 PCR 技术
PCR技术的原理是以需要扩增的DNA分子作为模板,用分别和模板互补的一对寡核苷酸的片段作引物,遵从半保留复制原则,在DNA聚合酶的作用下完成扩增,因此,又称聚合酶链反应技术,由变性、复性和延伸三个步骤构成。仅需要用很少的物质便可大量扩增所需的基因片段,并可以定量、定性地分析检测样品,这是PCR技术的一大优点。与此同时,由于检测仪器昂贵,操作复杂、技术含量较高,因此对其技术人员有较高且严格的要求。由于现在分子生物学技术正在突飞猛进的发展,转基因食品已经随处可见,由此可见转基因食品逐渐进入了人们的生活,它们在人们的餐桌上出现的同时,转基因食品的安全性也倍受人们的关注,成为了百姓饭前茶后所谈论的热点话题。由于在传统的食物中,并不存在转基因食品中的蛋白质和新遗传物质,使消费者存在隐忧。为了让人们的健康有一个可靠的保障,使消费者消除顾虑,让商品流通和国际贸易更加有利,研发一个快速、简便、准确的食品安全检测技术迫在眉睫。
3 免疫学检测技术
免疫学检测技术的基本原理是抗体和抗原的结合反应,一般可将其分为三类:免疫沉淀反应、免疫标记技术和免疫凝集试验。目前,免疫学检测技术在检测方法中用途最为广泛,其具有方便快捷、特异性强、检测成本低、灵敏度高、分析容量大等特点,特别表现在食品检测方面,在分析蛋白质的结构中通常会用到。当前,免疫技术中的酶联免疫法已在食品检测中得到普及。近几年,在传统检测方法的基础上,免疫学开发出新的检测技术,其中包括放射免疫测定、荧光免疫测定、免疫传感器、免疫磁性分离和酶免疫测定,比如PCR-ELISA技术,就是将酶联免疫技术与PCR技术结合,可用于检测大肠杆菌,效果良好。酶联免疫技术是将酶标记在特异的抗体上,即为酶标抗体。它具有酶的底物催化和抗体抗原反应的特性,它和与它对应的抗原相结合,添加底物,便可依据底物显色程度作出定量或定性地判断。由于酶的催化效率高,能够最大限度的将反映效果放大,使测定结果稳定且灵敏度高。但其也具有局限性,因此多数用于检测鲜活组织和基因工程生物体改造的初步检测。
4生物芯片技术
生物芯片技术的原理是按照预先的设置将大量生物分子排列并固定在载体表面,因为生物分子具有特异性亲和反应,可利用其对生物分子的量和存在进行分析,比如抗体抗原反应和核酸杂交反应等。高通量是基因芯片最为突出的优点。相较于传统检测方法,生物芯片技术可克服具有系统误差的缺点,许多基因探针杂交和标记等只需一个过程即可完成,并且生物芯片技术自动化程度高且其数据可靠客观。但是由于基因芯片技术无法判断在细胞类型较多的组织中检测基因的精确定位。与基因芯片相比,处于研发中的蛋白质芯片可能将此种情况改善。
上文中论述的生物技术在食品检测方面其运用前景是十分广阔的,除此以外,逐渐会有越来越多的更加先进的生物技术在食品检测中得以应用,它的前景很值得期待。
由于生物技术具有高效、经济等特点,广大科学研究人员对其越来越认可,在食品检测中生物技术成为了重要的力量。在我国科技不断发展科研人员不断努力创新研究的背景下,在今后的食品检测中,生物技术一定会更加成熟的应用其中,使我国的食品质量安全得到保障。食品安全不仅关系到人类的健康,更与国家的经济、政治息息相关。近几年,我国大力推进食品检测技术及食品安全的应用及研究,并增强了相应法规法律的制定。与此同时,还需大量投入资金在食品检测的技术研究中,并对食品科学技术的专业队伍加强建设。综上所述,生物技术在食品检测中已经愈来愈显其优越性,但其检测方法或多或少都存在着局限性,因此在其应用中需要搭配和选择使用,同时也期待生物技术的改进、优化以及创新,为食品安全提供可靠保障。
参考文献
篇10
关键词:铅成分检定;生化工艺;检测程序;技术策略
在全部的环境毒害品类一族中,铅成分是一类极为普遍的毒性元素,它不可给人体造成相当程度的毒害后果,而且还可在很大程度上损害到各类自然生物的身体健康和生态条件之间的平衡效果。过去的检定手段则更是五花八门,其中涵盖光谱测定、电泳分析法、液态色谱测试法及二硫腙比照法等多种方法,虽然以往的检定手段是依托于精密型的测试装置,此类精密设备促使其检定数据的精准性很高,然而其运作程序和检定费用均不可能达到多维度的铅成分检定目标。所以业内行家们持续追逐于探求更为节约、便捷、实用的检定工艺,此种形势下生化工程检定工艺随之出现,而且其凭借于自身丰富的特点,让它在目前受到了极为有效的运用。在这一形势下对于铅成分检定中的生化分析工艺运用展开深入的探究,有助于给推进本工艺研修工作的深入开展提供相关的借鉴。
1核酸定量检测工艺
核酸定量检测工艺,其总称为分子型信标核酸定量检定工艺,英文缩写FRET。此项工艺原理是依托荧光动态能量的共振迁移来实施的化学组分检定工艺,依托此手段来求取寡型核苷酸类探针,让其和对应的核酸成分呈现互为弥补功能,在靶型分子混交的生物反应效力作用下,产生出荧光效应,依照荧光效应的高低水平来给检测过程的实施构建出对应的条件。在铅离子浓度检定过程当中,分子型信标核酸捡定工艺的运用也是依托此项工艺原理来实施的,在通常温度条件下,可以完成铅离子的快捷测试,有助于减低温度变化对探针式反应产生的相关效力,而且其约束指标的功能亦被减低[1]。大量研究表明,混合物中铅离子的浓度高低完全决定了铅检定反应的荧光能力大小,利用此方法可以检定出的铅离子的浓度最低值是1.69×10mol/L。再有业内学者特别把此项工艺的探讨构建于脱氧型核酶的催化性水解专属条件之上,且以此作为根据对其检测工艺实施了深入化的探究,把它利用到了铅离子的检定过程之中,获取了相当惊人的效果[2]。
2免疫型检测工艺
免疫型铅离子检定工艺重点是依托于抑制体及抑制源之间的专属性反应条件下拟定的生化检定方法,它的特点在于检测精准度极高而且奇特性极强。立足于抑制体具备着相异的类别,所以免疫型检定方法也可区分成单型克隆出的抑制体及多型克隆出抑制体两类,现阶段应用比较普遍的检定方法重点包括酶联型免疫方法及荧光型偏振式免疫方法。而其中酶联型免疫方法是应归为单体克隆型抑制体检定方法,依托人工合成铅离子抗源体来做小鼠的免疫试验。欲求获取铅离子的真正抑制体,即应当先求取铅离子。依托功能的二螯合模式,求取反应过程的原性,尔后再利用螯合制剂和载体型蛋白推进其获取免疫的原生性,在其小鼠身体内注入以后再分离出抑制源,从而实施铅成分的检定过程。而采取荧光型的偏振式免疫方法的操作原理基本是利用分析样品内所含的铅离子与超量的螯合剂之间产生的溶液态反应,依托免疫型复式结构化合物之间存在的竞争状态,求取多型克隆抑制体当中的个异性,最终利用荧光型偏振分析仪展开测验过程,将获取的数据结论对照于基准型性能曲线,即可求得二价铅离子浓度的具体测定数值[3]。这种测试方法运用的便捷性能已经被大量研究结果所证明,譬如有某些的研究过程选取由螯合物反应制得的多型克隆抑制体在荧光类偏振测试仪当中检验出了139个土壤型样品结构中的二价铅离子成分含量,荧光型偏振法的免疫功能同火焰型原子吸取光谱方法以及电感型耦合体等离子化合物所测定出的和其结果密切相关的运算系数选值各自为0.96及0.93,由此可知其检定的领域范围极广,而且其重合反应比率很低,在真正实现可在室内圆满检测的过程中,尚可进行室外部的检定过程,并且可获得理想的测定结果。
3超分子Pb2+生物化学传感检测技术
在超分子化学技术不断发展的推动作用下,用于检测Pb2+的多种检测技术已被研发生成。此方式检测技术主要是通过超分子生物化学传感仪来实现,原理是在离子诱导的作用下使超分子荧光信号产生相应的变化[4]。已有研究采用在PVC膜上固定乙醇介质的荧光传感器用来检测Pb2+,优势特点表现为具有着极强的敏感性与选择性,反应快速而及时;另外还有研究采用一种新型荧光肽金属离子传感器形成新的螯合物,该传感器的特点是含有酰胺与色氨酸,在与金属离子作用后,用于检测,能够通过荧光的响应来识别。
总而言之,随着相关技术的不断发展,目前此领域技术亦在进行着不断深入的研究,应用也越来越广泛。加之现代社会对生态环境和谐的要求越来越高,因此铅离子的检测也将朝向高精度、高效率、低成本方向发展。
作者:吴凯 陈浩 单位:邵阳学院生物与化学工程系
引用:
[1]食品中重金属铅污染状况及其检测技术研究进展[J].赵静,孙海娟,冯叙桥.食品与发酵工业.2014(09).
[2]生物化学技术在铅检测中的研究进展[J].戢太云,张春华,周培.上海农业学报.2010(01).