周 陽(yáng) ,祝長(zhǎng)青,郭桂萍,徐幸蓮,徐寶才,薛建麗,蔣 原,楊 軍,郭云昌,劉秀梅,付瑞燕
(1 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶與食品科技學(xué)院,安徽省食品安全分析與檢測(cè)省級(jí)實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥230000;2 江蘇出入境檢驗(yàn)檢疫局,江蘇 南京210001;3 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科技學(xué)院,江蘇 南京 210095;4 江蘇雨潤(rùn)食品產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司,江蘇 南京210041;5 南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院,江蘇 南京 210028;6 國(guó)家食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心,北京100022)
單增李斯特氏菌(Listeriamonocytogenes,LM)是一種重要的人畜共患病致病菌,主要污染肉類、乳制品和蔬菜等,從20世紀(jì)90年代起被世界衛(wèi)生組織列為最重要的食源性病原菌之一[1-3]。LM對(duì)環(huán)境的耐受性很強(qiáng),具有耐鹽、耐低溫的特點(diǎn),在冷藏溫度下仍然可以大量繁殖,引起動(dòng)物和人類流產(chǎn)、敗血癥、腦膜炎等疾病[4-7]。近年來(lái),多次發(fā)生由LM引起的食源性疾病暴發(fā)并造成部分患者死亡,因此引起了世界各國(guó)的高度關(guān)注[8-9]。
目前,LM的檢驗(yàn)仍以傳統(tǒng)培養(yǎng)方法為主,這種方法操作繁瑣,耗時(shí)長(zhǎng),不能實(shí)現(xiàn)快速篩檢[10-11]。在此情況下,基于免疫學(xué)與分子生物學(xué)的快速檢測(cè)技術(shù)得以迅速發(fā)展,對(duì)食源性致病菌的檢測(cè)起到了重要作用。本試驗(yàn)選取RapidChek?李斯特菌蛋白條、CPA恒溫?cái)U(kuò)增法[12-13]和實(shí)時(shí)熒光PCR方法[14]檢測(cè)樣品中的LM,以篩選適用于不同條件且快速有效、實(shí)用性強(qiáng)的檢測(cè)方法。
1.1.1 試驗(yàn)材料 單增李斯特氏菌標(biāo)準(zhǔn)菌株CMCC 54004,由江蘇出入境檢驗(yàn)檢疫局購(gòu)自中國(guó)醫(yī)學(xué)細(xì)菌菌種保藏管理中心。供檢新鮮樣品鹽水鴨、涼拌菜各200 g,購(gòu)自超市。
1.1.2 培養(yǎng)基 單增李斯特氏菌增菌肉湯LB1和LB2(北京陸橋),胰蛋白胨大豆瓊脂(TSA,美國(guó)OXOID),胰蛋白胨大豆?fàn)I養(yǎng)肉湯(TSB,美國(guó)OXOID),PALCAM瓊脂(美國(guó)OXOID),李斯特顯色培養(yǎng)基(法國(guó)科瑪嘉)。
1.1.3 試 劑 蛋白酶K(20 mg/mL),無(wú)水乙醇,細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒(離心柱)(Cat.#DP302,天根公司),RapidChek?李斯特菌檢測(cè)試劑盒(產(chǎn)品編號(hào) 7000171),李斯特菌核酸檢測(cè)試劑盒(恒溫?cái)U(kuò)增-試紙條法)(杭州優(yōu)思達(dá)生物技術(shù)有限公司),單增李斯特氏菌實(shí)時(shí)熒光PCR檢測(cè)試劑盒(上海輝睿生物科技有限公司,Cat.#BD-I-303)。
1.1.4 儀 器 恒溫振蕩金屬浴(博日MB-102)、高速離心機(jī)(Thermo Scientific Biofuge Stratos)、常規(guī)PCR儀(Eppendorf 5331/5332 Gene Genies)、實(shí)時(shí)熒光PCR擴(kuò)增儀(Roche LightCycler 480Ⅱ)和電動(dòng)移液器等。
1.2.1 陰性樣品的確認(rèn) 按照國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.30-2010[15]對(duì)供檢的鹽水鴨、涼拌菜樣品進(jìn)行增菌,然后利用實(shí)時(shí)熒光PCR方法對(duì)增菌液進(jìn)行快速篩選,同時(shí)涂布PALCAM瓊脂和李斯特顯色培養(yǎng)基平板進(jìn)行菌落分離,選取檢測(cè)結(jié)果為陰性的樣品用于后期人工布菌試驗(yàn)。
1.2.2 陰性樣品增菌培養(yǎng)及LM標(biāo)準(zhǔn)菌株增菌液的制備 為了對(duì)3種快速檢測(cè)方法進(jìn)行比較,需要對(duì)1.2.1中得到的陰性樣品進(jìn)行增菌培養(yǎng),然后與LM標(biāo)準(zhǔn)菌株純培養(yǎng)物的梯度稀釋液混合,制備檢測(cè)樣本。具體操作如下:將陰性樣品用LB1增菌肉湯進(jìn)行增菌,(30±1) ℃培養(yǎng)24 h;從LB1增菌后的菌液中吸取1 mL至盛有100 mL LB2增菌肉湯的錐形瓶中,(30±1) ℃培養(yǎng)24 h,得到樣品增菌液;同時(shí),用胰蛋白胨大豆?fàn)I養(yǎng)肉湯對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株CMCC 54004進(jìn)行增菌,(37±1) ℃培養(yǎng)24 h,獲得LM標(biāo)準(zhǔn)菌株增菌液。
1.2.3 LM標(biāo)準(zhǔn)菌株梯度稀釋液的制備及樣品布菌 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株CMCC 54004的增菌液進(jìn)行10倍梯度稀釋(增菌液在稀釋前用振蕩器將菌懸液充分振勻),將100~107倍稀釋的菌液按照每管100 μL分裝至1.5 mL的離心管中,每個(gè)稀釋度準(zhǔn)備6份備用。為了解標(biāo)準(zhǔn)菌株純培養(yǎng)物的生長(zhǎng)情況,吸取100 μL 10-5~10-7梯度的稀釋菌液(涂布前必須將其各自充分混勻)均勻涂布于胰蛋白大豆瓊脂(TSA)上,每個(gè)梯度涂布3塊平板,(37±1) ℃培養(yǎng)24 h后計(jì)數(shù),取平均值。
取1.2.2中的樣品增菌液900 μL至1.5 mL離心管中,然后加入100 μL標(biāo)準(zhǔn)菌株純培養(yǎng)物的各梯度稀釋液(分裝前陰性樣品增菌液和標(biāo)準(zhǔn)菌株增菌液均需充分混勻),得到混合菌液,振蕩混勻,12 000g離心10 min,棄上清,備用。
1.2.4 核酸提取 取3份1.2.3中制備的混合菌液,利用細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒(離心柱)提取核酸備用,具體操作步驟按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
1.2.5 蛋白條檢測(cè) 取3份混合菌液,用400 μL生理鹽水懸浮沉淀,沸水浴10 min,冷卻至室溫,然后用蛋白檢測(cè)試紙條進(jìn)行快速檢測(cè),以無(wú)菌水作陰性對(duì)照,以標(biāo)準(zhǔn)菌株純培養(yǎng)物作陽(yáng)性對(duì)照,具體操作見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。
1.2.6 CPA恒溫?cái)U(kuò)增法[12-13]檢測(cè) 取出裝有玻璃化試劑的反應(yīng)管,每管加入15 μL復(fù)溶緩沖液(包括dNTP、Mg2+、PCR反應(yīng)預(yù)混液等),然后滴加20 μL的石蠟油,室溫靜置2~3 min以促進(jìn)玻璃化試劑的充分溶解。此后,按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作,并設(shè)置陰、陽(yáng)性對(duì)照(陰性對(duì)照加入4 μL無(wú)菌水,陽(yáng)性對(duì)照加4 μL標(biāo)準(zhǔn)菌株純培養(yǎng)物)。將反應(yīng)管置于常規(guī)PCR儀或恒溫儀上,63 ℃ 反應(yīng)45 min,將擴(kuò)增后的反應(yīng)管放入固定盒中,合上固定盒后將其裝入裝置外盒,在15~30 min觀察并記錄檢測(cè)結(jié)果,30 min后判讀結(jié)果無(wú)效。觀察3次平行試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果,拍照記錄試驗(yàn)結(jié)果。
1.2.7 實(shí)時(shí)熒光PCR方法[14]檢測(cè) 選用LM實(shí)時(shí)熒光PCR檢測(cè)試劑盒對(duì)提取的核酸進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估??偡磻?yīng)體系25 μL:包括12.5 μL LM PCR反應(yīng)液Ⅰ(主要包括PCR反應(yīng)預(yù)混液、dNTP、Mg2+等),4 μL LM PCR反應(yīng)液Ⅱ(主要包括引物、探針),3.5 μL滅菌蒸餾水,5.0 μL DNA模板(以無(wú)菌水作陰性對(duì)照,以標(biāo)準(zhǔn)菌株純培養(yǎng)物作陽(yáng)性對(duì)照)。反應(yīng)程序?yàn)椋?5 ℃預(yù)變性10 min;95 ℃變性10 s,58 ℃復(fù)性45 s,收集熒光信號(hào),50個(gè)循環(huán);40 ℃冷卻40 s。將3次平行試驗(yàn)反應(yīng)結(jié)束后的Ct值取平均值,并進(jìn)行結(jié)果分析。
1.2.8 傳統(tǒng)平板分離方法檢測(cè) 利用LM顯色平板將標(biāo)準(zhǔn)菌株梯度稀釋液以及1.2.3中得到的混合菌液分別劃線培養(yǎng),37 ℃培養(yǎng)24 h,每個(gè)平板挑取5個(gè)可疑菌落,利用實(shí)時(shí)熒光PCR進(jìn)行快速檢測(cè),同時(shí)在TSA培養(yǎng)基上劃線純化培養(yǎng),37 ℃培養(yǎng)24 h后進(jìn)行生化鑒定。
平板計(jì)數(shù)結(jié)果顯示,100 μL 經(jīng)107倍稀釋后的LM菌液平板計(jì)數(shù)的平均值為5,所對(duì)應(yīng)的細(xì)菌數(shù)量級(jí)為100;經(jīng)106倍稀釋后的菌液平板計(jì)數(shù)的平均值為44,所對(duì)應(yīng)的細(xì)菌數(shù)量級(jí)為101;經(jīng)105倍稀釋后的菌液平板計(jì)數(shù)的平均值為453,所對(duì)應(yīng)的細(xì)菌數(shù)量級(jí)為102。依此類推,經(jīng)104、103、102、101、100倍稀釋后對(duì)應(yīng)的細(xì)菌數(shù)量級(jí)分別為103、104、105、106、107。
不同樣品中LM的蛋白條檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖1。
圖 1 不同樣品中單增李斯特氏菌的蛋白條檢測(cè)結(jié)果
由圖1可知,LM蛋白檢測(cè)試紙條的質(zhì)控線(即C線)正常,表明檢測(cè)結(jié)果可靠。在LM純菌增菌液、鹽水鴨和涼拌菜基質(zhì)中的最低檢測(cè)限為10-1,即菌體數(shù)量級(jí)在106時(shí)檢測(cè)線(即T線)明顯,可檢測(cè)出食品中的LM。該法操作簡(jiǎn)單,只需通過(guò)觀察質(zhì)控線和檢測(cè)線即可判定結(jié)果,但檢測(cè)靈敏度太低。
由圖2可知,CPA恒溫?cái)U(kuò)增快速檢測(cè)試紙條的質(zhì)控線(即C線)正常,表明檢測(cè)結(jié)果可信。在純菌增菌液中該方法的檢測(cè)限為10-3,即當(dāng)菌體數(shù)量級(jí)為104時(shí)檢測(cè)線(即T線)明顯,此時(shí)可檢測(cè)出食品中的LM;在鹽水鴨和涼拌菜基質(zhì)中,檢測(cè)限為10-2,略低于純菌,說(shuō)明食品基質(zhì)中不同成分對(duì)LM的CPA恒溫?cái)U(kuò)增法存在一定干擾,但影響程度很小,在實(shí)際檢測(cè)工作中的實(shí)用性較強(qiáng)。
圖 2 不同樣品中單增李斯特氏菌的CPA恒溫?cái)U(kuò)增檢測(cè)結(jié)果
由圖3可知,經(jīng)過(guò)天根離心柱法提取核酸后進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光PCR檢測(cè),陰性、陽(yáng)性對(duì)照正常,擴(kuò)增曲線典型。由表1可見(jiàn),純菌增菌液與2種食品基質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果類似,檢測(cè)靈敏度相同,最低檢測(cè)限為10-6(即菌體數(shù)量級(jí)為101)時(shí)仍可檢出食品中的LM,檢測(cè)靈敏度高,結(jié)果準(zhǔn)確,非常適合對(duì)含有少量LM樣品的檢測(cè)。
由以上結(jié)果可知,利用實(shí)時(shí)熒光PCR方法檢測(cè)LM的靈敏度最高,當(dāng)增菌液中僅含有幾十個(gè)目標(biāo)菌時(shí)便可通過(guò)該方法檢測(cè)出來(lái),因此可以利用該方法對(duì)大量的檢測(cè)樣品進(jìn)行初步篩選,然后利用傳統(tǒng)方法進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證,從而進(jìn)一步提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和檢測(cè)效率;其次是CPA恒溫?cái)U(kuò)增法,該方法的操作步驟相對(duì)簡(jiǎn)單,不需要熒光PCR儀等大型儀器,比較適合基層實(shí)驗(yàn)室;靈敏度最低的是蛋白條檢測(cè)法,該方法的操作步驟最為簡(jiǎn)單,無(wú)需進(jìn)行細(xì)菌核酸的提取,也不需要大型的儀器,只需要進(jìn)行煮沸即可進(jìn)行目標(biāo)菌的檢測(cè),但是當(dāng)菌體含量較低時(shí)會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)傳統(tǒng)平板分離方法對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果顯示,試驗(yàn)中的樣品增菌液在菌體數(shù)量級(jí)達(dá)到104時(shí)可以通過(guò)顯色平板劃線培養(yǎng)分離到LM,從而進(jìn)一步證實(shí)了以上3種檢測(cè)方法的可行性。
目前,在LM的快速檢測(cè)方法中,免疫學(xué)檢測(cè)方法和分子生物學(xué)檢測(cè)方法應(yīng)用較為廣泛。由于ELISA法操作繁瑣,檢測(cè)過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng),因此本試驗(yàn)選取了LM蛋白條檢測(cè)法;分子生物學(xué)檢測(cè)方法選取了CPA恒溫?cái)U(kuò)增法和實(shí)時(shí)熒光PCR方法。
圖 3 不同樣品中單增李斯特氏菌的實(shí)時(shí)熒光PCR檢測(cè)結(jié)果
本試驗(yàn)通過(guò)比較3種快速檢測(cè)方法發(fā)現(xiàn),蛋白條檢測(cè)法雖然操作簡(jiǎn)單,但容易受到菌體數(shù)量以及檢測(cè)蛋白種類的影響,檢測(cè)靈敏度低,在實(shí)際樣品檢測(cè)中應(yīng)用性差;CPA恒溫?cái)U(kuò)增法僅需具備恒溫功能的相關(guān)儀器就可以進(jìn)行PCR反應(yīng),操作簡(jiǎn)單,既克服了蛋白條檢測(cè)靈敏度低的缺點(diǎn),又不需要先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器,降低了實(shí)驗(yàn)成本,縮短了檢測(cè)周期,提高了檢測(cè)效率,其中玻璃化DNA聚合酶保存技術(shù)實(shí)現(xiàn)了試劑盒的常溫運(yùn)輸,密閉的一次性核酸檢測(cè)裝置有效地避免了擴(kuò)增產(chǎn)物氣溶膠擴(kuò)散造成的污染和假陽(yáng)性,可以通過(guò)檢測(cè)試紙條直接對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判讀,比較適合基層實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用;實(shí)時(shí)熒光PCR方法的特異性好,檢測(cè)靈敏度高,最低檢測(cè)限可達(dá)到幾十個(gè)菌,同時(shí)還避免了常規(guī)PCR必需的電泳過(guò)程,縮短了檢測(cè)周期,極大地降低了交叉污染的風(fēng)險(xiǎn),能較好地完成實(shí)際樣品的檢測(cè),但操作比較繁瑣,對(duì)實(shí)驗(yàn)條件、儀器及實(shí)驗(yàn)人員的操作水平要求較高,適用于實(shí)驗(yàn)條件比較優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)室。
表 1 不同樣品中單增李斯特氏菌檢測(cè)的實(shí)時(shí)熒光PCR反應(yīng)的Ct值
本試驗(yàn)結(jié)果表明,CPA恒溫?cái)U(kuò)增法和實(shí)時(shí)熒光PCR方法檢測(cè)效果較好,周期短,檢測(cè)效率高。同時(shí)通過(guò)與傳統(tǒng)平板分離鑒定方法的對(duì)比,證實(shí)了2種快速檢測(cè)方法的可行性,為不同水平的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)提供了較好的選擇,在實(shí)際檢測(cè)中可以將快速檢測(cè)方法與傳統(tǒng)方法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,構(gòu)建比較完備的檢測(cè)體系,從而極大地提高檢測(cè)效率。
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