Методы обнаружения микроорганизмов в основном предназначены для быстрого и точного обнаружения патогенных микроорганизмов. Такие приборы широко используются в таких областях, как безопасность пищевых продуктов, мониторинг окружающей среды, здравоохранение, промышленное производство и т. Д., Для быстрого обнаружения микробного загрязнения, такого как бактерии, вирусы, грибы, плесень, для предотвращения распространения заболеваний и загрязнения пищевых продуктов. Для повышения эффективности и точности обнаружения микроорганизмы экспресс - детекторы используют различные технологии, в том числе следующие:
1. Молекулярная биологическая технология
Методы молекулярной биологии в основном основаны на обнаружении и анализе микробного генетического материала (DNA / РНК). Такие технологии обладают высокой чувствительностью и специфичностью, что позволяет точно идентифицировать патогены за относительно короткое время.
(1) Полимеразная цепная реакция (PCR)
Принцип: Технология PCR обнаруживает генетический материал микроорганизмов путем расширения определенных последовательностей ДНК. Благодаря многократной амплификации микроскопические количества патогенной ДНК могут быть обнаружены в течение нескольких часов.
Применение: PCR является одной из широко используемых в настоящее время методов микробиологического тестирования, широко используется в области безопасности пищевых продуктов, гигиены окружающей среды, медицинской клинической и других областях. Он способен точно идентифицировать определенные генетические последовательности микроорганизмов и подходит для обнаружения бактерий, вирусов, грибков и т.д.
(2) Флуоресценция PCR в реальном времени (qPCR)
Принцип: флуоресценция PCR в реальном времени - это усовершенствование технологии PCR, которая позволяет количественно анализировать концентрацию микроорганизмов в реальном времени в процессе амплификации путем мониторинга изменений флуоресцентных сигналов в реальном времени.
Применение: QPCR быстрее и имеет функцию количественного анализа, чем обычный PCR, и широко используется для быстрого обнаружения и количественного анализа микроорганизмов.
(3) Технология генетических чипов
Принцип: Генетические чипы фиксируют определенные генетические последовательности (зонды) большого количества известных микроорганизмов на твердой поверхности, а затем проверяют наличие генов этих микроорганизмов в образце путем скрещивания с ДНК в образце.
Применение: Генетический чип может обнаруживать несколько патогенных микроорганизмов за один раз, с высоким потоком, быстрыми и эффективными характеристиками, подходит для обнаружения нескольких патогенов.
(4) Технология амплификации нуклеиновых кислот (LAMP, RPA)
Принцип: Технологии LAMP (циклопроводящая изотермическая амплификация) и RPA (рекомбинантная ферментативная полимеразная амплификация) позволяют обнаруживать микробную ДНК или РНК путем амплификации нуклеиновых кислот в изотермических условиях, избегая традиционных температурных циклов PCR.
Применение: Технологии LAMP и RPA не требуют дорогостоящего оборудования, подходят для обнаружения на месте, обладают быстрыми и чувствительными характеристиками, особенно для быстрого обнаружения микроорганизмов в пищевых продуктах и образцах окружающей среды.
2. Иммунологические технологии
Иммунологические методы обнаруживают микроорганизмы с помощью антигенно - антителочных реакций и часто полагаются на специфические антитела или комбинацию антигенов с целевыми микроорганизмами для обнаружения.
(1) Иммунодесорбционный тест ферментативной ассоциации (ELISA)
Принцип: ELISA производит измеримые сигналы (например, изменение цвета) путем связывания антигена с антителом, используя каталитическую реакцию фермента для количественного или качественного анализа микроорганизмов в образце.
Применение: ELISA широко используется для тестирования патогенных микроорганизмов, особенно в тестах на вирусы, бактерии, плесень и т. Д. Широко используется для тестирования пищевых продуктов, клинических образцов.
(2) Иммунная хроматография (LFA)
Принцип: Иммунная хроматография - это быстрое обнаружение микроорганизмов в образцах с использованием принципа связывания конкретных антител с антигенами в сочетании с мембранной фильтрацией.
Применение: Эта технология быстрая, простая, подходит для полевых испытаний, таких как контроль качества пищевых продуктов, мониторинг окружающей среды и т. Д. С преимуществами простоты в эксплуатации, без специального оборудования и так далее.
(3) Спектр Рамана, усиленный поверхностью (SERS)
Принцип: Технология SERS использует эффект рассеяния Рамана, усиленный металлической поверхностью, для повышения чувствительности к обнаружению микроорганизмов и обнаружения их присутствия с помощью спектральных изменений.
Применение: Технология SERS обладает сверхвысокой чувствительностью для быстрого обнаружения патогенных микроорганизмов в сложных условиях и подходит для мониторинга окружающей среды и тестирования безопасности пищевых продуктов.
3. Оптические технологии
Оптические технологии быстро и неразрушающе обнаруживают микроорганизмы, используя физические свойства света, такие как рассеяние, поглощение, отражение и т. Д.
(1) УФ - спектр видимого поглощения (UV - Vis)
Принцип: Используя характеристики поглощения ультрафиолетового и видимого света, различные микроорганизмы имеют разные характеристики поглощения света, и прибор идентифицирует микроорганизмы, проверяя степень поглощения света образцами.
Применение: Этот метод часто используется для скрининга микробной популяции, особенно в пробах качества воды, воздуха и продуктов питания, что позволяет быстро оценить общее количество микроорганизмов.
(2) Метод рассеяния света
Принцип: Микробы вызывают явление рассеяния света с помощью лазерного облучения образцов, и прибор определяет тип и количество микроорганизмов, анализируя угол и интенсивность рассеяния света.
Применение: Быстрое обнаружение, часто используемое для бактерий, подходит для мониторинга на месте, особенно в области обнаружения окружающей среды или продуктов питания.
(3) Рамановская спектральная технология
Принцип: Анализ молекулярных вибрационных характеристик образцов микроорганизмов с помощью спектра рассеяния Рамана для достижения идентификации видов микроорганизмов.
Применение: спектр Рамана обладает высоким разрешением, неразрушающими и другими характеристиками и может использоваться для быстрой идентификации различных микроорганизмов, особенно для качественного анализа микроорганизмов в сложных образцах.
4. Масс - спектрометрия
Масс - спектрометрия анализирует состав вещества путем измерения отношения ионов к массе (m / z) в образце, обнаружения микроорганизмов, в основном путем анализа белков, метаболитов и других маркеров микроорганизмов.
(1) Материально - вспомогательная лазерная десорбционная ионизация - масс - спектрометрия времени полета (MALDI - TOFMS)
Принцип: Масс - спектрометрия MALDI - TOF использует лазерный удар по образцу, чтобы высвободить заряженные частицы, анализируя молекулярный состав образца с помощью масс - спектрометрии, чтобы определить тип микроорганизмов.
Применение: MALDI - TOFMS обладает преимуществами высокой пропускной способности, высокой точности и широко используется в клинической микробиологии, тестировании пищевых продуктов и мониторинге микроорганизмов окружающей среды.
5. Биологическая сенсорная технология
Биологические датчики используют специфические реакции биологических молекул (например, ферментов, антител, нуклеиновых кислот и т.д.) с микроорганизмами для преобразования присутствия микроорганизмов в электрические сигналы, световые сигналы или другие поддающиеся обнаружению сигналы.
(1) Электрохимические датчики
Принцип: Электрохимические датчики обнаруживают изменения электрохимических реакций, вызванных микроорганизмами, преобразовывая их в электрические сигналы.
Применение: подходит для удобного и быстрого полевого тестирования, например, патогенных микроорганизмов в пищевых продуктах, окружающей среде, клинических образцах.
(2) Оптические датчики
Принцип: Благодаря конкретному оптическому материалу или реакции присутствие микроорганизмов вызывает изменения световых сигналов, которые затем обнаруживают микроорганизмы.
Применение: Оптические датчики подходят для быстрого мониторинга в таких областях, как безопасность пищевых продуктов и загрязнение окружающей среды.
Резюме:
Микробный экспресс - детектор обеспечивает быстрое обнаружение микроорганизмов с помощью различных технических средств, из которых молекулярная биология (например, PCR, LAMP, генетические чипы), иммунологическая технология (например, ELISA, иммунослоистость), оптические технологии (например, рассеяние света, ультрафиолетовое поглощение), масс - спектрометрия (например, MALDI - TOF) и биосенсорные технологии (такие как электрохимические датчики) широко используются в различных областях. Различные технологии могут выбирать различные методы обнаружения в соответствии с характеристиками объекта обнаружения, потребностями сценария применения и требованиями чувствительности обнаружения.