微生物快速检验技术的应用进展研究

周宇轩，全颖莹

1.阿克苏地区疾病预防控制中心 检验科，新疆 阿克苏 843000；2.阿克苏地区疾病预防控制中心 性病/艾滋病科，新疆 阿克苏 843000

0 引言

随着科学技术的迅速发展，常规的检验技术所需时间比较长，再加上操作工序较多，检查特异性比较低，进而影响实际的检验结果，不适用于实际检测。一种全新的微生物检测技术应时而生，该技术具有更加精准的、快速、可靠的优势，具有更高的应用价值。随着感染疾病的人数显著增多，需发现更加有效的检测技术，进而制定研制合理的治疗药物，对患者进行有效的治疗，保证患者的疗效。

1 微生物形态学检验的质量控制

近几年，随着猪链球菌以及禽流感疾病的流行发展，患有感染性疾病的人群逐渐增多[1]。然而，感染性疾病患者的确诊除了需要根据患者的临床表现之外，还需要一系列的临床医学病原微生物诊断作为依据。所以，科学、合理用疾控中心检验科内的微生物形态学，精准的检验结果对患者疾病的诊断具有十分重要的意义。微生物形态学检验技术作为一种临床诊断方法，在感染性疾病患者的临床诊断中具有无可替代的作用。但是，由于对患者进行微生物形态学检验，时常受到多种内部因素一些外在因素产生的干扰，致使检验技术人员无法获得精准、可靠的检测报告，从而影响患者疾病诊断的准确性。因此，疾控中心为生物形态学检验需要加强质量控制，从而保证最终诊断结果的精准性，其主要包含以下几个方面：

（1）标本采集。检验科室人员采集合格的标本，是保证最终检验结果准确的首要条件[2]。工作人员在采集检验标本时，需要严格按照国家以及卫生部的相关标准，并在保存、运送等各个环节内，根据标本存在的差异进行管理。此外，微生物形态学检验科室人员需要明确掌握自己购买的培养基、诊断血清以及染色液等检验试剂，是否符合相关的标准、在有效期内可以正常应用于微生物检验中，从而保证最终检验出的结果精准、可靠。

（2）检验人员的技术。微生物形态学主要是一种以定性实验为主，且无法使用机械替代传统手工操作的一种中高难度复杂临床检验。这就需要微生物检验技术人员需要具有较高的检验技术以及专业素养，从而展开一系列合格科学的临床检验[3]。对于部分技术能力不足、专业素养较低的检验工作人员，检验科室需要对其展开严格的培训工作并定期展开考核，从而提高检验科室人员的专业技能以及素养，促使检验工作人员可以严格按照相关标准进行检验工作。检验科室通过培训考核等措施，可以提高工作人员的检验操作能力，并正确填写临床检验结果，帮助患者更好地诊断疾病[4]。除此之外，微生物形态学检验人员还需加大工作检查力度，并针对检验工作人员工作中存在的问题进行纠正，最大限度地减少由于工作技术人员操作不当而出现的检验误差，充分保证检验结果的准确性。

（3）检验方法。在进行平行样检验测定时，需要保证获取到的结果具有可比性。检验人员需要设置一个空白的对照组，从而排除其他的因素，比如标本污染等可能导致最终检验结果出现偏差的因素，有效保证检测结果的准确性。检验技术员需要拟定检验质量控制相关内容，并制定相关规范化的标准要求，严格按照这些要求展开件工作[5]。

2 传统微生物检验技术分析

在微生物检验领域中，一般的检验项目包括菌落总数计数检验、霉菌计数检验、酵母菌计数检验、大肠菌群计数检验以及常见致病菌的检验。传统的检验方法主要包括微生物形态学检查、噬菌体分型检验、毒性试验及生化试验等。一般的试验方法包括明胶试验、氧化酶试验、糖酵解试验等等。这些较为传统的微生物检验技术可以达到微生物检验的目的，但在实践过程中还是表现出一些局限性和不足之处。如试验操作难度较大、试验步骤较为烦琐等，且淀粉水解试验、硝酸盐还原试验等较为传统的微生物检验方法具有检验周期较长的特点，通常需要2～14d之间可以完成检验，实时性较差。

在一些产品检验和生产工艺检验环节中，基于传统微生物检验技术很难及时反馈检验结果，无法迅速采取应对和改进措施。以单核细胞增生李斯特氏菌检验为例，传统微生物检验技术包含微生物增菌、微生物分离培养、生化反应及溶血试验、动物试验等多项操作，这些试验对于试验仪器设备的要求并不高，常规实验室即可完成微生物检验过程，具有较强的可操作性，但实施微生物检验的时间较长，大概需要14d。受到传统微生物检验技术的制约，在一些可以物品中分离特定致病菌的难度较大，很多食源性中毒事件往往在中毒事件发生后很久才能进一步确定致病的食品。故上述传统微生物检验技术已很难满足微生物在线检验及微生物快速检验的需求。在这一背景下，就要求相关检测机构积极引入微生物快速检验技术。

3 微生物快速检测应用推广的必要性

现阶段，饮食安全及用药安全问题越来越受到关注，因微生物污染所致的食品安全事件和药品安全事件更是受到媒体平台和广大人民群众的广泛关注。为了减少饮食用药安全事件的发生就需要采用科学、合理的方法对相关产品进行微生物检验。传统微生物检验方法虽然有着较强的可操作性，一般检验检测机构均能完成检验，但检验所消耗的时间周期较长，想要获得精准检验结果对相关检验人员的技术水平有着较高要求。故急需建立微生物快速检验方法，及时、准确地反馈相关产品和具体生产工艺中的微生物现状。伴随科技水平的提升，很多微生物快速检验技术已被成功开发并获得广泛应用，其中很多微生物快速检验技术具有实时监控或近实时监控微生物的能力，能够更好的反馈和监控微生物情况，有助于缩短微生物检验的时间，进而提高微生物检验的整体效率。与此同时，以微生物快速检验技术替代传统微生物检验技术，能够增加相关检测机构对微生物检验技术的理解和监控，有利于提高相关检测机构的运行效率。

4 微生物快速检测的研究进展

4.1 免疫学技术

免疫学技术中包含酶联免疫吸附技术以及免疫层析技术。首先，酶联免疫吸附技术主要是指将已经知晓的抗原或者抗体吸附在聚苯乙烯的微量反应板上或者其他的固定载体表面，并使用酶标记过的抗原抗体在含有聚苯乙烯的微量反应板上或者其他的固定载体表面进行反应，并在其反应之后将液体中存在的游离成分进行洗涤以及消除[6]。这一操作就是快速检测方法张红的酶联免疫吸附技术基本实验方法，且在这一实验过程中选择使用的方法，包含双抗体夹心法以及间接法。双抗体夹心法主要是指对一些大分子抗原进行检测的内容荣，而间接法则常被用于检测异抗体。这还是由于酶联免疫吸附技术在当前的微生物检测中十分常见，其具有灵敏程度比较高、检测速度比较快的优势[7]。其次，免疫层析技术的检测步骤常是将检验的标本放置在条状的纤维膜上，让其通过充分涌动之后，使用层析以及免疫反应的双重作用，促使检测样本可以在含有配体的纤维膜上充分显现，并通过着色标记对其中包含的微生物进行详细的分析工作。免疫层析技术作为免疫学技术的根本技术部分，其常被用于食物微生物检测过程中。临床检测人员 通过免疫层析技术可以使用扫描仪器设备对样本进行扫描，基本在10分钟左右就可以完成检测工作，其具有检测效率比较高、消耗时间比较少的特点，更是被广泛应用于临床中[8]。

4.2 代谢学技术

代谢学技术主要是指通过对人体脱氧核糖核酸进行天然的复制工作之后，对体位的脱氧核糖核酸分子扩增的一种分子生物学技术，其也被称为单链构态多项性分析技术。单链构态多项性分析技术的主要检测作用，就是通过扩增位于人体两段一直序列之间的脱氧核糖核酸区域段，并在等待扩增的脱氧核糖核酸片段两侧和期周围两侧产生互补的两个寡核苷酸引物，其经过变性、退火以及延伸等多个不同的循环之后，脱氧核糖核酸可以扩增2倍左右[9]。并且，作为代谢学检测技术的基本部分之一，也是保证食品微生物检测结果合理、科学的根本技术，其常被应用于当代的食品微生物检验测试中。微生物快速检验中的代谢学方法主要包括电阻抗法与ATP生物荧光法等。

其中电阻抗法是利用电阻抗技术和电容分析技术进行微生物总数的测定。因微生物在进行新陈代谢时可产生大量电解质，不同微生物所产生电解质的水性有所不同，故将微生物置于液体培养基培养一段时间后，培养基中所加入的电惰性底物在微生物的新陈代谢下会转化成活性底物，进而增强了培养基的导电性，使得培养基的电阻抗值降低，故可基于电阻抗法快速检验微生物的总数。电阻抗法用于微生物检验具有敏感性好、特异性强、重复性好、反应迅速等优势，是目前微生物快速检验中广泛使用的方法之一。

ATP生物荧光法在微生物快速检验中的应用也十分广泛，ATP即三线酸腺苷，能够为活体细胞各项生命活动提供能量，该物质存在于所有生命体当中并且含量较为稳定。因细菌细胞内ATP在细胞死亡后数分钟内就会被水解进而小时，故基于ATP生物荧光法检测能够间接地证明生命体的存在。该技术利用萤光素酶，将ATP、D-荧光素、氧气作为底物，当存在Mg2+时萤光素酶可催化荧光素的氧化进而释放出荧光，基于荧光检测系统对发光值进行检测，即可进一步推算受检物质中所含微生物的数量。该技术具有简单快捷、灵敏度高的优势，能够省略微生物检验中的微生物培养环节，能够大大缩短微生物检验的时间，减少微生物检验的生物。目前ATP生物荧光法在基础生物学、微生物快速检验等领域已获得广泛应用。由于ATP生物荧光法属于一种非破坏性的方法，经ATP生物荧光法检测的微生物能够继续按照传统微生物检验方法进行培养，开展后续的分析检验和溯源，故其应用前景十分广阔。

4.3 分子生物技术

随着当代临床医学技术的迅速发展，分子生物学技术更是被广泛使用于食物微生物检测工作中。而分子生物学的基因芯片技术主要是指食品微生物检测过程中的实际效果比较好，其针对一些特异性的微生物检测，具有较高的检测价值以及作用[10]。检测人员在使用分子生物技术进行食品检测之前，需要对分子芯片中的寡核苷酸物质进行提取工作，并在提取成功之后将其归纳为脱氧核糖核酸的扩列中。此外，检测人员低实际检测过程中的微生物进行荧光标记，可以将实验标准作为根本的依据，并对其实际数据进行相关的融合。当检测人员做好各项准备工作之后，可以在实际检测过程中发现食物样本中存在的微生物检测结果，同时对比各项数据展开分析，最终判定食物是否符合食用标准，从源头上杜绝不合格的食物流入市场中[11-12]。

4.4 传感器检测方法

传感器检测方法主要包含基因传感器以及生物传感器。基因传感器主要是将两种不同的脱氧核糖核酸相结合，并对脱氧核糖核酸分子链进行物理信号的接受以及传递，最终通过换能器的形式对其进行展现，其也是基因传感器的使用基本原理。及基因传感器具有操作便捷、检测时间较短等优势，其在食物微生物检测中具有十分重要的作用。而生物传感器主要是指将被测分子和敏感材料的特异性相结合，在二者发生结合后将各种信号转变为电信号，是其进行工作的基本原理[13-14]。生物传感器以传感技术、生物化学作为基础，以酶、核酸、抗原及抗体等固化生物敏感材料作为微生物的识别元件，辅以信号转换器、放大器所组成的分析系统，当检测物质进入识别元件后一旦与识别元件发生特异性结合就会进一步产生生物活性表达信号，信号转化器将这些生物活性表达信号转换为电信号，信号放大器将这些电信号放大并输出后即可用电化学方法准确进行微生物快速检测。生物传感器因专一性强、灵敏度高、检验程度较低，并且能够实现自动化、微型化、集成化的快速检验，可在较为复杂的体系中进行在线连续微生物检测，故在近年微生物快速检验领域获得了十分迅速的发展。

5 结论

综上所述，随着我国科学技术的不断发展，快速检测技术也被广泛应用于临床检测工作中，而工作人员更需在实际工作中提升自身的能力素质，从而根据食品不同的种类以及内容，选择合理的快速检测方法，充分保证人们的饮食安全。并且，食品安全是一个关系到我国人类健康以及国计民生的主要问题。随着食物的种类逐渐增多、食物成分越来越复杂，不同的食物中都存在着一定影响检测的因素，所以当前大部分快速检测工作依然处于实践过程中，部分检测的结果也常被当作一个参考内容。因此，人们需要研究出更多快速、便捷的食品微生物检测方法，从而满足人们的食品安全需求，为人们的公共卫生以及健康提供良好的保证。