祁軍,左峰,劉國紅,劉紅梅,徐高連,張霞,*
(1.天津出入境檢驗(yàn)檢疫局,天津 300461;2.杭州優(yōu)思達(dá)生物技術(shù)有限公司,浙江 杭州 310053)
沙門氏菌是一種食源性病原菌,為腸桿菌科、腸桿菌屬的一個(gè)種[1],沙門氏菌屬有的專對(duì)人類致病,有的只對(duì)動(dòng)物致病,也有對(duì)人和動(dòng)物都致病。沙門氏菌病是指由各種類型沙門氏菌所引起的對(duì)人類、家畜以及野生禽獸不同形式的總稱。感染沙門氏菌的人或帶菌者的糞便污染食品,可使人發(fā)生食物中毒[2-4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)在世界各國的種類細(xì)菌性食物中毒中,沙門氏菌引起的食物中毒常列榜首。我國內(nèi)陸地區(qū)也以沙門氏菌為首位。
國外學(xué)者相繼開發(fā)出多種沙門氏菌的檢測、分離方法。目前國際、國內(nèi)上對(duì)于沙門氏菌的檢測方法主要有常規(guī)生化檢測方法、膠體金測試條法、熒光免疫分析法和PCR 法、實(shí)時(shí)熒光PCR 法、環(huán)介導(dǎo)恒溫?cái)U(kuò)增法等分子生物學(xué)方法[5-7],鑒于國內(nèi)外對(duì)沙門氏菌各種檢測技術(shù)均有深入研究,本研究應(yīng)用一種新的交叉引物等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)[8]建立一種既有分子生物學(xué)檢測的高靈敏、高通量,又具有免疫學(xué)檢測的特異性好、操作簡捷,又不需要任何復(fù)雜儀器的快速檢測方法,以適用于基層實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場快速篩查檢測。
dNTPs:Fermentas;10 × Bst buffer:New England Biolabs;Bst DNA polymerase large fragment:New England Biolabs;MgSO4:Sigma;betaine:Sigma;核酸快速檢測試紙條:杭州優(yōu)思達(dá)公司。
菌株采用沙門氏菌19 株,包括4 株CMCC 菌株、來自14 個(gè)國家樣品中分離出的野生株及35 株其他相關(guān)陰性菌,詳見表1。
表1 試驗(yàn)菌株Table 1 Bacterial strains for detection
續(xù)表1 試驗(yàn)菌株Continue table 1 Bacterial strains for detection
PCR 擴(kuò)增儀:Biometra;離心機(jī):Eppendorf,5417R;DNA/RNA/蛋白分析儀:BHIMUZDA,Bio Specmini。
1.3.1 DNA 的提取及定量
沙門氏菌CMCC 50041 為試驗(yàn)菌株,接種于10 mL營養(yǎng)肉湯中,37 ℃培養(yǎng)16 h,取1 mL 用于細(xì)菌基因組提取,利用紫外分光光度計(jì)檢測DNA 質(zhì)量及純度。
1.3.2 引物及探針的設(shè)計(jì)
利用沙門氏菌特有的序列[10-11]設(shè)計(jì)特異性引物及探 針 為:SALMF31:5 -GCGGAAGTCGCGGCCCG;SALMB3:5-TCGCACCGTCAAAGGAACC;SALMCPR1:5 -AGATGAGTATTGATGCCGATTTGTCAGTACGCTTC GCCGTTCGC;SALMDF5F:5-FITC-AGGCCGGTATTA TTGATGC;SALMDF5B2:5-BIOTIN-TTTCTCTGGATG GTATGC。
1.3.3 反應(yīng)體系和反應(yīng)條件
反應(yīng)體系為:10×ThermoPol buffer 2 μL,10 mmol/L dNTP 0.8 μL,100 mmol/L MgSO40.8 μL,5 mol/L Betaine 2 μL,8 U/μL Bst DNA pol 1 μL,20 μmol/L SALMF31/SALMB3 0.1 μL/0.1 μL,10 μmol/L SALMCPR1 0.8 μL,20 μmol/L SALMDF5F/SALMDF5B2 0.8 μL/0.8 μL,模板1 μL,ddH2O 補(bǔ)足至50 μL。
反應(yīng)條件:63 ℃反應(yīng)60 min。
1.3.4 特異性試驗(yàn)
對(duì)表1 中菌株核酸樣本進(jìn)行試驗(yàn),以證明檢測方法是否具有通用性及特異性。
1.3.5 靈敏度試驗(yàn)
通過對(duì)提取DNA 進(jìn)行定量、純菌液計(jì)數(shù)后10 倍稀釋,按照反應(yīng)體系進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)重復(fù)6 次檢測。
1.3.6 實(shí)際樣品檢測
用該研究建立的檢測方法體系與現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)檢測方法同時(shí)對(duì)來源于不同國家的不同種類食品的127 份實(shí)際樣品進(jìn)行普查檢測,確定該檢測體系的假陽性率及假陰性率,客觀全面分析評(píng)估建立的檢測體系可操作性及準(zhǔn)確率。
檢測54 株實(shí)驗(yàn)菌株,其中19 株沙門氏菌檢測全部為陽性,圖1 是部分沙門氏菌檢測結(jié)果;其余35 株陰性相關(guān)菌檢測為陰性,圖2 為部分腸桿菌科其他陰性菌株的試驗(yàn)結(jié)果,說明該方法特異性良好,而且對(duì)于沙門氏菌檢測具有很好的通用性。
圖1 沙門氏菌特異性檢測Fig.1 Specificity of detecting salmonella strains
圖2 非沙門氏菌特異性檢測Fig.2 Specificity of detecting for non-salmonella bacterial strains
2.2.1 DNA 檢測靈敏度
利用紫外分光光度計(jì)檢測CMCC 50041 DNA 純度為1.982,質(zhì)量68.44 μg/mL。用TE 對(duì)DNA 原液進(jìn)行10 倍梯度稀釋至10-8,按照反應(yīng)體系進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)重復(fù)6 次,結(jié)果見表2,說明該方法DNA 檢測靈敏度可達(dá)到101fg/反應(yīng)。
表2 CMCC 50041 DNA 靈敏度試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Sensitivity of detecting salmonella CMCC 50041 DNA
2.2.2 純菌液靈敏度檢測
沙門氏菌CMCC 50041 過夜菌液計(jì)數(shù)為6.0×108CFU/mL,用PBS 對(duì)菌液進(jìn)行10 倍梯度稀釋至6.0×100CFU/mL,各取1 mL 提取細(xì)菌基因組做實(shí)驗(yàn)?zāi)0?,結(jié)果見圖3,靈敏度達(dá)到102CFU/mL。
圖3 沙門氏菌CMCC 50041 菌液靈敏度試驗(yàn)Fig.3 Sensitivity of detecting salmonella CMCC 50041 in pure culture
對(duì)127 份實(shí)際樣品進(jìn)行普查檢測,金標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)生化檢測結(jié)果陽性樣品3 個(gè),陰性結(jié)果124 個(gè);該檢測方法陽性結(jié)果5 個(gè),陰性結(jié)果122 個(gè)。兩種檢測方法結(jié)果大致相符,新建立的方法沒有漏檢情況,有可能出現(xiàn)假陽性,但發(fā)生率較低。
與傳統(tǒng)檢測手段相比,基因檢測能更快,也能更可靠發(fā)現(xiàn)食品安全隱患。目前得到廣泛應(yīng)用的分子生物學(xué)檢測技術(shù)有PCR、實(shí)時(shí)熒光PCR 及環(huán)介導(dǎo)恒溫?cái)U(kuò)增法(LAMP),其高度靈敏、高度特異及快速的優(yōu)點(diǎn)使分子生物學(xué)方法得到廣泛使用。
本研究建立的交叉引物恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)檢測沙門氏菌的快速篩選方法,檢測DNA 靈敏度可達(dá)到101fg/反應(yīng)、純菌液靈敏度達(dá)到102CFU/mL 可滿足樣品檢測需求。同時(shí)通過對(duì)大量實(shí)際樣品檢測,同金標(biāo)準(zhǔn)的檢測結(jié)果大致相符,沒有漏檢情況,有可能出現(xiàn)假陽性,但發(fā)生率較低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法特異性強(qiáng)、靈敏度高,操作簡便,不需要特殊設(shè)備,特別適合于基層實(shí)驗(yàn)室檢測以及樣品的快速篩選檢測。
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