王珍,賀磊,肖英平,盧先東,劉艷紅,陸雯,王首鋒
(1.綠城農(nóng)科檢測(cè)技術(shù)有限公司,杭州310052;2.寧波愛基因科技有限公司,浙江 寧波315000;3.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院,杭州310021;4.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)系,杭州310058)
據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)統(tǒng)計(jì),全球每年有近15 億人感染食源性疾病,其中70%是由食品中的致病微生物污染引起的[1],而由產(chǎn)毒蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)引起的食物中毒事件占總的細(xì)菌性食物中毒事件的11.4%[2]。蠟樣芽孢桿菌是革蘭陽(yáng)性兼性厭氧產(chǎn)芽孢菌,通過(guò)產(chǎn)生腹瀉毒素和嘔吐毒素導(dǎo)致人體食物中毒,可引起惡心、嘔吐、腹脹、腹痛及腹瀉等不適癥狀。陸湘華等[3]的研究結(jié)果顯示,多種食品如蒸煮的米飯和炒飯、調(diào)料、干制品(面粉、奶粉等)、豆類食品、肉制品等引起的食物中毒,都與蠟樣芽孢桿菌有關(guān)。
傳統(tǒng)的檢測(cè)方法主要是采取選擇性培養(yǎng)基對(duì)蠟樣芽孢桿菌進(jìn)行分離培養(yǎng),再用生化反應(yīng)鑒定,不僅耗時(shí)長(zhǎng)而且操作繁雜,特別是在蛋白質(zhì)毒素結(jié)晶試驗(yàn)中,為了得到豐富的游離芽孢,培養(yǎng)時(shí)間甚至需要5~7 d[4]。近年來(lái),蠟樣芽孢桿菌快速檢測(cè)方法發(fā)展迅速,主要包括傳統(tǒng)檢測(cè)方法和多種核酸擴(kuò)增技術(shù)(nucleic acid amplification technique,NAAT)。目前報(bào)道的有普通聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction, PCR)、多重PCR(multiplex PCR, mPCR)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR(real-time PCR)、疊氮溴化丙錠-定量PCR(propidium monoazide-quantitative PCR,PMA-qPCR)、微 滴 數(shù) 字PCR(microdrop digital PCR,ddPCR)、環(huán)介導(dǎo)恒溫?cái)U(kuò)增PCR(loop-mediated isothermal amplification-PCR, LAMP-PCR)及酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)等[5-9]。賈雅菁等[10]使用實(shí)時(shí)熒光環(huán)介導(dǎo)恒溫?cái)U(kuò)增(real-time loop-mediated isothermal amplification,RT-LAMP)技術(shù),在等溫(60~65 ℃)條件下,于短時(shí)間(80 min)內(nèi)對(duì)牛乳中的蠟樣芽孢桿菌實(shí)現(xiàn)了快速檢測(cè)。與普通PCR、熒光定量PCR 技術(shù)相比,LAMP的突出優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)增效率高且不需要昂貴的精密儀器等,但不足之處是在結(jié)果判讀時(shí),通過(guò)肉眼觀察濁度或電泳后梯形條帶,存在主觀性強(qiáng)、易造成污染的情況[11]。
近年來(lái),核酸檢測(cè)方法在微流控裝置中的集成,為臨床、食品安全和環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用開發(fā)方便、廉價(jià)和高效的診斷工具提供了一種極有前途的方法[12-14]。微流控技術(shù)不斷與核酸恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)設(shè)計(jì)芯片結(jié)構(gòu)、改進(jìn)加樣模式與檢測(cè)方式,實(shí)現(xiàn)了微生物的核酸提取、擴(kuò)增、檢測(cè)一體化,并具有多靶點(diǎn)聯(lián)檢等傳統(tǒng)核酸檢測(cè)方法所不具備的優(yōu)勢(shì),即對(duì)儀器依賴程度小、對(duì)人員操作要求低、對(duì)樣品需求量小、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn),適合在各種環(huán)境中對(duì)食源性致病菌進(jìn)行檢測(cè)[15-17]。離心式微流控芯片即時(shí)檢驗(yàn)(point-of-care testing, POCT)在動(dòng)物源性成分快速鑒定中已有應(yīng)用[18],而本研究嘗試用離心盤式微流控芯片,利用離心力驅(qū)動(dòng),通過(guò)物理反應(yīng)區(qū)域的合理分配,以蠟樣芽孢桿菌hblA基因序列為目的條帶設(shè)計(jì)2對(duì)引物;利用LAMP技術(shù),在反應(yīng)體系中加入熒光染料SYTO-9,在恒溫?cái)U(kuò)增過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光監(jiān)測(cè),建立蠟樣芽孢桿菌的微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增檢測(cè)方法。
1.1.1 實(shí)驗(yàn)陽(yáng)性質(zhì)粒與菌株
實(shí)驗(yàn)所用陽(yáng)性質(zhì)粒參考蠟樣芽孢桿菌溶血素hblA基因序列(GenBank登錄號(hào):CP040340.1)片段,委托上海百力格生物科技有限公司合成并連接到載體pUC57上,將構(gòu)建成功的蠟樣芽孢桿菌陽(yáng)性質(zhì)粒命名為pUC57-hblA。
實(shí)驗(yàn)所用的24 個(gè)菌株中,除了蠟樣芽孢桿菌(編號(hào):LCLY001)為實(shí)驗(yàn)室所分離,其余菌株購(gòu)自中國(guó)醫(yī)學(xué)微生物菌種保藏中心(Center for Medical Culture Collection,CMCC),網(wǎng)址為http://www.cmccb.org.cn/cmccbnew/Germ/Germ_sel.php;北京中科質(zhì)檢生物技術(shù)有限公司[美國(guó)典型菌種保藏中心(American Type Culture Collection,ATCC)代理商],網(wǎng)址為http://www.bzwzw.com/index.php/List/index/id/72.html;中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(China Center of Industrial Culture Collection,CICC),網(wǎng)址為http://www.china-cicc.org/order.html。菌株信息詳見表1。
表1 實(shí)驗(yàn)用菌株Table 1 Strains for experiment
1.1.2 試劑
胰酪胨大豆肉湯(tryptic soy booth, TSB)培養(yǎng)基、甘露醇卵黃多黏菌素(mannitol egg yolk polymyxin,MYP)、瓊脂(山東省青島高科技園海博生物技術(shù)有限公司);熒光預(yù)混液(主要成分為Bst聚合酶、dNTP、SYTO-9等)、核酸提取液[主要成分為Tris-HCl、乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)]、聚丙烯酰胺、鹽酸胍等(浙江省寧波愛基因科技有限公司)。實(shí)驗(yàn)中所用其他試劑均為分析純,由廣東光華科技股份有限公司提供;所用水均為超純水。
1.1.3 儀器與設(shè)備
Lab dancer S25 漩渦振蕩儀(德國(guó)IKA 公司);TG16KR 高速冷凍離心機(jī)(長(zhǎng)沙東旺實(shí)驗(yàn)儀器有限公司);HFSafe-1500Lc 生物安全柜(上海力康公司);LRH-250F 型生化培養(yǎng)箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);GI80TW 型高壓滅菌器[致微(廈門)儀器有限公司];MA2000 微流控芯片檢測(cè)儀(浙江省寧波愛基因科技有限公司)。
1.2.1 引物設(shè)計(jì)
恒溫?cái)U(kuò)增的特異性取決于引物設(shè)計(jì)[19-21]?;谙灅友挎邨U菌溶血素hblA基因序列,在線(http://primerexplorer.jp/e/index.html)設(shè)計(jì)2 對(duì)引物,其中上游引物F3/FIP和下游引物B3/BIP序列見表2。
1.2.2 模板DNA 的制備
取1 mL 含有實(shí)驗(yàn)菌株的培養(yǎng)液加入到1.5 mL無(wú)菌離心管中,以8 000 r/min 離心5 min,盡量吸棄上清液;加入200 μL 核酸提取液和0.2 g 玻璃珠(直徑500~600 μm),劇烈振蕩混勻5~10 min,100 ℃恒溫加熱5 min;以1.2×104r/min離心2 min,轉(zhuǎn)移上清液至新的離心管中。
1.2.3 微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)條件
恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)體系為5 μL,其中包括微流控芯片的固定體系1.5 μL。用1.2.1節(jié)的引物混合工作液固定到微流控芯片后,于65 ℃條件下干燥10 min。每次實(shí)驗(yàn)時(shí),先將1.2.2 節(jié)中制備的核酸提取物15 μL與熒光預(yù)混液10 μL進(jìn)行混合,再加入到預(yù)先固定有引物的微流控芯片的點(diǎn)樣孔中,進(jìn)行恒溫?cái)U(kuò)增。以1.0×104μL-1的蠟樣芽孢桿菌基因組DNA為檢測(cè)靶標(biāo),設(shè)置恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)溫度分別為59、61、63.5和65 ℃,其他實(shí)驗(yàn)條件相同,反應(yīng)時(shí)間30 min,每30 s 采集一次熒光信號(hào),根據(jù)出現(xiàn)的擴(kuò)增曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光檢測(cè)。
表2 引物序列Table 2 Primer sequences
1.2.4 微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增特異性實(shí)驗(yàn)
用1.2.2 節(jié)中的方法提取實(shí)驗(yàn)菌株的DNA,實(shí)驗(yàn)共分成4組,每組8個(gè)樣品,分別包含蠟樣芽孢桿菌、陰性對(duì)照和其他6株實(shí)驗(yàn)菌株。用1.2.3節(jié)中的反應(yīng)體系和擴(kuò)增方法對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)菌株和實(shí)驗(yàn)菌株進(jìn)行特異性實(shí)驗(yàn),以此來(lái)驗(yàn)證各個(gè)檢測(cè)引物的特異性是否滿足檢測(cè)要求。
1.2.5 微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增靈敏度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
分別通過(guò)蠟樣芽孢桿菌菌液樣品與陽(yáng)性質(zhì)粒pUC57-hblA樣品對(duì)微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增靈敏度進(jìn)行檢測(cè)。
接種蠟樣芽孢桿菌標(biāo)準(zhǔn)菌株于新鮮的無(wú)菌胰酪胨大豆肉湯培養(yǎng)基上,在36 ℃條件下培養(yǎng)18 h,隨后用無(wú)菌生理鹽水將菌液稀釋至1.7×105、1.7×104、1.7×103、1.7×102、1.7×101CFU/mL 系列濃度,并進(jìn)行平板菌落計(jì)數(shù)。分別對(duì)每個(gè)梯度進(jìn)行蠟樣芽孢桿菌模板DNA的制備,用微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)體系和擴(kuò)增方法對(duì)蠟樣芽孢桿菌進(jìn)行靈敏度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。
將蠟樣芽孢桿菌陽(yáng)性質(zhì)粒pUC57-hblA配置成1×106、1×105、1×104、1×103、1×102、1×101、1×100μL-1的溶液并設(shè)置陰性對(duì)照,用微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)體系和擴(kuò)增方法對(duì)蠟樣芽孢桿菌進(jìn)行靈敏度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。
1.2.6 微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增重復(fù)性實(shí)驗(yàn)
將含有蠟樣芽孢桿菌檢測(cè)靶點(diǎn)基因的陽(yáng)性質(zhì)粒作為實(shí)驗(yàn)材料,其濃度為1×104μL-1,進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn),并且計(jì)算其變異系數(shù)(coefficient of variation,CV),以此來(lái)驗(yàn)證檢測(cè)引物的重復(fù)性。
1.2.7 人工污染米飯
選擇不含蠟樣芽孢桿菌的米飯作為實(shí)驗(yàn)樣品。取25 g 樣品加入到225 mL 無(wú)菌生理鹽水中混合均勻,再加入1 mL 新鮮的蠟樣芽孢桿菌菌液,混合均勻后稀釋至5.7×106、5.7×105、5.7×104、5.7×103、5.7×102、5.7×101、5.7×100CFU/mL 系列濃度,并同步計(jì)數(shù),分別利用蠟樣芽孢桿菌模板制備中的方法提取DNA,用微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)體系和擴(kuò)增方法進(jìn)行檢測(cè)。
采用微流控芯片聯(lián)合恒溫進(jìn)行擴(kuò)增,不需要經(jīng)過(guò)PCR 擴(kuò)增的變性、退火和延伸等變溫過(guò)程,整個(gè)反應(yīng)過(guò)程在恒溫條件下完成。引物等已經(jīng)預(yù)先固定到微流控芯片上,最終微流控芯片反應(yīng)體系中已包含反應(yīng)所需的引物。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,在微流控芯片檢測(cè)儀上進(jìn)行微流控芯片的恒溫?cái)U(kuò)增,儀器會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光檢測(cè),根據(jù)熒光檢測(cè)的有效擴(kuò)增曲線進(jìn)行判讀,任意一孔或者多孔中有標(biāo)準(zhǔn)的S 型擴(kuò)增曲線,則該孔被判斷為陽(yáng)性,即該樣本中含有對(duì)應(yīng)檢測(cè)孔的核酸;沒有擴(kuò)增曲線的孔被判斷為陰性,即該樣本不含有對(duì)應(yīng)檢測(cè)孔的核酸。由于在不同溫度條件下,引物自身成環(huán)的效率不同,因此,為了提高反應(yīng)效率,需要對(duì)LAMP 引物進(jìn)行溫度優(yōu)化,以選取最佳的反應(yīng)條件,結(jié)果如圖1所示,出現(xiàn)典型曲線的時(shí)間僅需15 min。
從中可知:在該引物條件下,LAMP 反應(yīng)在63.5 ℃有最佳反應(yīng)效率,且其閾值(CT)最小,熒光值最大。這表明在63.5 ℃條件下,設(shè)計(jì)的引物自身成環(huán)效率更高,反應(yīng)速率更快。在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),LAMP反應(yīng)在該溫度條件下有著更多的產(chǎn)物,更有利于檢測(cè)。
圖1 LAMP反應(yīng)溫度優(yōu)化結(jié)果Fig.1 Temperature optimization results of LAMP reaction
用微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)體系和擴(kuò)增方法,在蠟樣芽孢桿菌的微流控檢測(cè)芯片1~8 號(hào)加樣孔中,分別加入細(xì)菌核酸與熒光預(yù)混液的混合物,結(jié)果如圖2所示。
從中可以看出,在這4組實(shí)驗(yàn)中,每組的蠟樣芽孢桿菌均為陽(yáng)性,其他非蠟樣芽孢桿菌如鼠傷寒沙門菌、福氏志賀氏菌、金黃色葡萄球菌、副溶血性弧菌等23 種細(xì)菌均為陰性。說(shuō)明所選的蠟樣芽孢桿菌引物未與其他細(xì)菌出現(xiàn)交叉核酸擴(kuò)增反應(yīng),特異性好。
圖2 蠟樣芽孢桿菌微流控芯片LAMP特異性測(cè)試結(jié)果Fig.2 Specific testing results of LAMP with microfluidic chip for B.cereus
對(duì)蠟樣芽孢桿菌菌液樣品梯度稀釋檢測(cè)結(jié)果如圖3 所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在170 CFU/mL 濃度以上均能檢測(cè)出蠟樣芽孢桿菌陽(yáng)性,即靈敏度達(dá)170 CFU/mL,等同于熒光定量PCR 產(chǎn)品的檢測(cè)靈敏度[22-23]。利用微流控體系對(duì)蠟樣芽孢桿菌菌液進(jìn)行檢測(cè)時(shí),最快可在16 min 內(nèi)獲得陽(yáng)性判定結(jié)果;而對(duì)于最低檢出限濃度的樣品,在35 min內(nèi)可完成反應(yīng)和結(jié)果判定。
對(duì)蠟樣芽孢桿菌陽(yáng)性質(zhì)粒pUC57-hblA進(jìn)行梯度稀釋后的檢測(cè)結(jié)果如圖4 所示。結(jié)果顯示:1×106、1×105、1×104、1×103、1×102、1×101、1×100μL-1蠟樣芽孢桿菌陽(yáng)性質(zhì)粒pUC57-hblA的最快出峰時(shí)間為5 min,最慢為15 min 左右,經(jīng)過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)20 次,得出最低檢出限為10 μL-1。
對(duì)同一濃度(1×104μL-1)的蠟樣芽孢桿菌質(zhì)粒進(jìn)行重復(fù)性檢測(cè)和驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5 所示。結(jié)果顯示,對(duì)固定有蠟樣芽孢桿菌引物的微流控芯片進(jìn)行8 次重復(fù)實(shí)驗(yàn),8 次均出現(xiàn)典型的陽(yáng)性曲線,且閾值(CT)接近。
從MA2000 微流控芯片檢測(cè)儀(浙江省寧波愛基因科技有限公司)上分別讀取閾值(CT),并根據(jù)CT計(jì)算變異系數(shù)(CV)值,結(jié)果如表3所示。從中可知,檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)蠟樣芽孢桿菌檢測(cè)的CV<5%,實(shí)驗(yàn)重復(fù)性良好。
圖4 陽(yáng)性質(zhì)粒pUC57-hblA 微流控芯片LAMP 反應(yīng)靈敏度檢測(cè)結(jié)果Fig.4 Sensitivity testing results of LAMP with microfluidic chip for pUC57-hblA
圖5 陽(yáng)性質(zhì)粒pUC57-hblA微流控芯片LAMP的重復(fù)性檢測(cè)結(jié)果Fig.5 Repeatability testing results of LAMP with microfluidic chip for pUC57-hblA
表3 微流控芯片LAMP檢測(cè)蠟樣芽孢桿菌的變異系數(shù)分析Table 3 Analysis of the coefficient of variation on the detection of B. cereus by LAMP with microfluidic chip
人工污染米飯中的蠟樣芽孢桿菌培養(yǎng)后終濃度為5.7×106CFU/mL,梯度稀釋后用核酸提取液提取DNA,用微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)體系和擴(kuò)增方法進(jìn)行微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增檢測(cè),結(jié)果如圖6所示。其中,1~6 號(hào)樣本檢測(cè)孔出現(xiàn)擴(kuò)增峰,儀器判定為陽(yáng)性,即本實(shí)驗(yàn)建立的微流控芯片結(jié)合LAMP的檢測(cè)方法對(duì)人工污染米飯中蠟樣芽孢桿菌的最低檢出限為57 CFU/mL(菌液濃度以稀釋10 倍換算,米飯樣品中蠟樣芽孢桿菌的最低檢出限為570 CFU/g),比170 CFU/mL的靈敏度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,微流控體系對(duì)蠟樣芽孢桿菌米飯樣品梯度檢測(cè),最快可在10 min 內(nèi)獲得陽(yáng)性判定結(jié)果,而對(duì)于最低檢出限濃度的米飯樣品,在45 min出現(xiàn)特征曲線時(shí)可判定結(jié)果,整個(gè)過(guò)程不超過(guò)1 h。
在微流控芯片的制作時(shí),采用微量點(diǎn)樣儀將各個(gè)核酸引物均勻地點(diǎn)布在微流控芯片上的特定位置區(qū)域,芯片反應(yīng)孔的布局可以設(shè)計(jì)成多種形狀。
如圖7所示,每個(gè)芯片有8個(gè)加樣孔,每個(gè)加樣孔對(duì)應(yīng)編號(hào)1、2、3、4 的反應(yīng)孔,可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)樣品的多靶點(diǎn)檢測(cè),并設(shè)置空白對(duì)照與內(nèi)參對(duì)照(即人工合成的靶基因片段)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控與質(zhì)量控制,可以有效防止出現(xiàn)假陽(yáng)性與假陰性的情況,并能減小反應(yīng)體積,有效降低反應(yīng)成本。
圖6 微流控芯片LAMP檢測(cè)人工污染米飯中蠟樣芽孢桿菌的檢出限Fig.6 Limit of detection of B.cereus in artificially polluted rice by LAMP with microfluidic chip
圖7 微流控芯片F(xiàn)ig.7 Microfluidic chip
上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,微流控芯片技術(shù)與恒溫核酸擴(kuò)增的結(jié)合,充分發(fā)揮了兩者的優(yōu)點(diǎn),不僅分析速度快,而且由于不用配制引物部分的反應(yīng)體系,比傳統(tǒng)LAMP 方法更方便;且微流控芯片體積小,消耗的試劑少(微流控芯片法通常為微納升水平),成本降低。同時(shí),微流控芯片與恒溫核酸擴(kuò)增結(jié)合技術(shù)的檢測(cè)靈敏度較高,蠟樣芽孢桿菌微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)的檢測(cè)靈敏度為170 CFU/mL,比傳統(tǒng)LAMP 方法靈敏度[20]高出10 倍。通過(guò)人工污染米飯中的蠟樣芽孢桿菌檢測(cè)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí),微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)的最低檢出限實(shí)際能達(dá)到57 CFU/mL(570 CFU/g),甚至更低,優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中推薦的方法(檢出限為1.04×102CFU/mL)[22]。核酸提取效率因不同的商業(yè)病原菌DNA 提取試劑盒(過(guò)濾法和磁珠法)而不同[24],但對(duì)質(zhì)粒的實(shí)驗(yàn)研究表明,微流控芯片恒溫?cái)U(kuò)增方法的靈敏度能達(dá)到10 μL-1,并且陽(yáng)性檢出時(shí)間在10 min 之內(nèi),優(yōu)于大部分同等靈敏度水平的分子生物學(xué)快速檢測(cè)方法(反應(yīng)時(shí)間一般在30 min至8 h內(nèi))[25]。
有研究表明,相較于最常用的熒光染料SYBR GreenⅠ[10,26],本研究選擇的熒光染料核酸擴(kuò)增產(chǎn)物的熔解曲線重復(fù)性更好,并且對(duì)核酸擴(kuò)增反應(yīng)的抑制更小[27-28]。hblA基因是一個(gè)與腹瀉毒素相關(guān)的溶血素BL基因(包括hblA、hblB、hblC和hblD)[29]。王振國(guó)等[12]、ZHANG 等[30]分別通過(guò)擴(kuò)增hblA、cytK、nheA和hblD基因來(lái)對(duì)蠟樣芽孢桿菌實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè);M?NTYNEN等[16]發(fā)現(xiàn),通過(guò)PCR篩選HblA基因以檢測(cè)蠟樣芽孢桿菌的方法比反向被動(dòng)膠乳凝集法(reversed passive latex agglutination assay,RPLA)更快,因此,hblA基因是一個(gè)用于篩選致病性蠟樣芽孢桿菌的常用基因。
傳統(tǒng)LAMP 方法最突出的問題是易造成假陽(yáng)性,而離心光盤式微流控POCT 核酸檢測(cè)芯片法實(shí)現(xiàn)了全封閉操作,可以避免氣溶膠的污染,正好彌補(bǔ)了這個(gè)缺陷。微流控POCT核酸檢測(cè)芯片法利用離心力進(jìn)行驅(qū)動(dòng),具有主動(dòng)、可控、可調(diào)的優(yōu)點(diǎn),很好地將LAMP技術(shù)整合于微流控芯片系統(tǒng)。同時(shí),在微流控芯片上設(shè)置內(nèi)參對(duì)照,可以監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否正常實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)增檢測(cè)反應(yīng)體系的全封閉化和微量化的功能,從而避免了人員操作造成的人為實(shí)驗(yàn)污染。
利用蠟樣芽孢桿菌公開的hblA基因序列設(shè)計(jì)2對(duì)引物,上游引物為F3/FIP,下游引物為B3/BIP,加入熒光染料SYTO-9,應(yīng)用微流控芯片通過(guò)環(huán)介導(dǎo)恒溫?cái)U(kuò)增進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光讀數(shù)來(lái)快速檢測(cè)米飯類食品中蠟樣芽孢桿菌的方法,其特異性強(qiáng)、靈敏度高,米飯樣品中蠟樣芽孢桿菌的檢出限為570 CFU/g,菌液中蠟樣芽孢桿菌的檢出限為170 CFU/mL;質(zhì)粒檢出限低至10 μL-1,變異系數(shù)CV為2.02%,實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好,可在10~45 min 內(nèi)出結(jié)果,檢測(cè)速度快,可用于米飯類食品中蠟樣芽孢桿菌的快速檢測(cè)。在多種核酸擴(kuò)增技術(shù)(NAAT)中,LAMP 與微流控芯片結(jié)合的核酸擴(kuò)增檢測(cè)系統(tǒng),具備平行檢測(cè)和多重檢測(cè)的應(yīng)用潛力,可為多種致病菌防控的現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)檢驗(yàn)(POCT)提供技術(shù)支持,應(yīng)用前景廣闊。