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        沙門氏菌快速檢測方法的研究進展

        2022-12-07 11:38:25袁京磊
        現(xiàn)代食品 2022年2期
        關(guān)鍵詞:沙門氏菌特異性可視化

        ◎ 袁京磊

        (平邑縣檢驗檢測中心,山東 平邑 273300)

        沙門氏菌是一種人畜共患病的病原菌[1]。沙門氏菌傳統(tǒng)的檢測方法主要是國標(biāo)法《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 沙門氏菌檢驗》(GB 4789.4—2016),該方法需要進行預(yù)增菌、增菌、分離、生化試驗和血清學(xué)鑒定等步驟,其操作過程復(fù)雜、耗時太長,無法實現(xiàn)對沙門氏菌的快速檢測。近年來,針對沙門氏菌的快速檢測方法研究比較多,本文總結(jié)了可視化檢測、生物傳感器、實時熒光定量PCR、電化學(xué)和表面增強拉曼光譜等沙門氏菌快速檢測方法,以期為實現(xiàn)沙門氏菌的快速檢測提供應(yīng)用實例。

        1 可視化檢測方法

        可視化檢測具有無需復(fù)雜的檢測設(shè)備、操作簡單、成本低廉、檢測時間短等優(yōu)勢,在食品安全檢測方面應(yīng)用較多。納米金由于具有獨特的光學(xué)、化學(xué)、電化學(xué)、催化性能及生物相容性,在可視化檢測方面的應(yīng)用較廣泛。適配體可吸附在納米金的表面,防止納米金在氯化鈉的作用下發(fā)生聚集;當(dāng)體系中出現(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)時,適配體會特異性的與目標(biāo)物質(zhì)結(jié)合,使納米金與適配體分離,在氯化鈉的作用下,納米金發(fā)生聚集,溶液顏色由紅色變?yōu)樗{色,從而實現(xiàn)可視化檢測?;谶@一原理,孫博等[2]實現(xiàn)對鼠傷寒沙門氏菌的可視化檢測,檢測范圍為2.9×103~2.9×107CFU·mL-1,檢 測 限 為 2.9×102CFU·mL-1, 可 在 15 min 內(nèi) 完 成檢測,對實際樣品進行加標(biāo)回收實驗,回收率為90.51%~109.97%。此外,CHEN等[3]基于雙適配體和納米金,實現(xiàn)了對鼠傷寒沙門氏菌的可視化檢測;由擴增子和納米金探針之間的雜交形成的高度穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可保護納米金在鹽的作用下發(fā)生聚集和顏色的變化;在優(yōu)化條件下,檢測范圍為3.3×101~3.3×106CFU·mL-1,對加標(biāo)牛奶樣品的可視化檢測限達95 CFU·mL-1,該方法可用于牛奶樣品中活鼠傷寒沙門氏菌的即時檢測。

        2 生物傳感器檢測方法

        生物傳感器是一種對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進行檢測的儀器,具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、成本低等優(yōu)勢,在臨床診斷、食品和藥物分析及生物技術(shù)、生物芯片等研究中有著廣泛應(yīng)用。QI等[4]開發(fā)了一種微流控生物傳感器,使用具有模擬過氧化物酶活性的金屬有機框架來放大生物信號,并通過自主開發(fā)的Raspberry Pi App來快速檢測沙門氏菌。①目標(biāo)菌用免疫磁性納米珠進行分離和濃縮,并用免疫有機金屬框架標(biāo)記形成免疫磁性納米珠-沙門氏菌-有機金屬框架復(fù)合物。②該復(fù)合物用于催化無色鄰苯二胺和H2O2生成黃色的2,3-二氨基吩嗪。③收集催化劑的圖像,并使用Raspberry Pi App進行分析,以確定細(xì)菌的濃度。該方法可在1 h內(nèi)完成檢測,檢測范圍為1.5×101~1.5×107CFU·mL-1,檢測限為 14 CFU·mL-1,在雞肉樣品中進行加標(biāo)回收實驗,平均回收率約為112%,表明該方法可以用于實際樣品中沙門氏菌的檢測;該方法具有操作自動化、反應(yīng)速度快、使用試劑少、設(shè)備體積小等優(yōu)點,有望用于食源性致病菌的現(xiàn)場快速檢測。

        WANG等[5]開發(fā)了一種檢測沙門氏菌的壓力生物傳感器,利用磁性納米珠(MNBs)分離目標(biāo)菌、納米鉑顆粒修飾的二氧化錳納米花(Pt@MnO2 NFs)來放大檢測信號和壓力檢測器來監(jiān)測壓力變化,并通過藍牙傳輸?shù)街悄苁謾C應(yīng)用程序進行沙門氏菌的分析和測定。①捕獲抗體(CAb)修飾的MNBs從樣品中分離沙門氏菌,形成MNBs-CAb-沙門氏菌復(fù)合物(磁性細(xì)菌)。②檢測抗體(DAbs)修飾的Pt@MnO2 NFs用于標(biāo)記磁性細(xì)菌,形成MNB-CAb-沙門氏菌-DAb-Pt@MnO2 NF復(fù)合物(納米花細(xì)菌);納米花細(xì)菌在密封的離心管中用H2O2重新懸浮后,H2O2被Pt@MnO2 NFs催化產(chǎn)生O2,導(dǎo)致壓力增加。③壓力的增加由基于壓敏電阻的壓力檢測器進行實時監(jiān)測,并通過藍牙傳輸?shù)街悄苁謾C應(yīng)用程序進行沙門氏菌的分析和測定;該方法可在1.5 h內(nèi)完成定量檢測,檢測范圍為1.5×101~1.5×105CFU·mL-1,檢測限為 13 CFU·mL-1。

        3 實時熒光定量PCR檢測方法

        實時熒光定量PCR是一種在DNA擴增反應(yīng)中,以熒光化學(xué)物質(zhì)檢測每次PCR循環(huán)后產(chǎn)物總量的方法,通過內(nèi)參或者外參法對待測樣品中的特定DNA序列進行定量分析。HUANG等[6]開發(fā)了一種快速、準(zhǔn)確檢測沙門氏菌的方法。首先,將沙門氏菌細(xì)胞通過磁分離從復(fù)雜的食品基質(zhì)中分離出來,再進行基于SYBR GREEN的實時定量PCR檢測,整個檢測過程可在1.5 h內(nèi)完成,檢測限低于30 CFU·mL-1,并對胰蛋白酶大豆肉湯培養(yǎng)基、牛奶和生菜進行了檢測。謝雨龍等[7]建立了一種實時熒光PCR法快速檢測預(yù)包裝柳州螺螄粉中沙門氏菌的方法,根據(jù)沙門氏菌invA基因設(shè)計引物和探針,優(yōu)化反應(yīng)體系中的探針濃度后,對人工添加沙門氏菌和干擾菌模擬受污染的預(yù)包裝柳州螺螄粉樣品進行檢測,檢測靈敏度為100 CFU·mL-1,檢測限為4 CFU/25 g,該方法具有檢測靈敏度高、特異性強的優(yōu)勢,可以用于預(yù)包裝柳州螺螄粉中沙門氏菌的快速、高效檢測。

        4 電化學(xué)檢測方法

        電化學(xué)分析法是根據(jù)溶液中物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律,建立在以電位、電導(dǎo)、電流和電量等電學(xué)量與被測物質(zhì)之間的計量關(guān)系的基礎(chǔ)之上,對組分進行定性和定量的儀器分析方法,具有靈敏度和準(zhǔn)確度高、檢測范圍寬等特點。WANG等[8]基于交叉微電極開發(fā)了一種新型阻抗生物傳感器,通過阻抗變化實現(xiàn)對鼠傷寒沙門氏菌的快速和超靈敏檢測。①將捕獲的鼠傷寒沙門氏菌單克隆抗體1組裝在磁珠外層,用于富集和分離復(fù)雜樣品中的鼠傷寒沙門氏菌細(xì)胞。②將已識別的鼠傷寒沙門氏菌單克隆抗體2固定在SiO2@MnO2納米復(fù)合材料的表面,與磁珠-鼠傷寒沙門氏菌偶聯(lián)物反應(yīng)形成磁珠-鼠傷寒沙門氏菌-SiO2@MnO2夾心復(fù)合物。通過H2O2將夾心復(fù)合物表面的MnO2還原為Mn2+,實現(xiàn)阻抗的明顯變化;在牛奶樣品中進行加標(biāo)回收實驗,濃度在2.0×101~2.0×105CFU·mL-1的回收率為83.1%~97.0%,檢測限為21 CFU·mL-1。SOARES等[9]制備了一種高度敏感且無標(biāo)記的激光誘導(dǎo)石墨烯電極,并用抗體進行功能化,實現(xiàn)對腸炎沙門氏菌的檢測,檢測范圍為25~105CFU·mL-1,檢測限為(13±7) CFU·mL-1,檢測時間為22 min,且無需對樣品進行預(yù)濃縮或氧化還原標(biāo)記。

        5 表面增強拉曼光譜檢測方法

        表面增強拉曼光譜(SERS)分析包括定性和定量分析,在食品安全檢測中有廣泛的應(yīng)用。CHUESIANG等[10]基于適配體開發(fā)了一種快速、特異性檢測腸炎沙門氏菌的SERS方法;在這項研究中,將一個短鏈腺嘌呤和一個熒光分子修飾到適配體上,并在1 184 cm-1和730 cm-1處出現(xiàn)特征峰,證明該方法可以特異性的檢測腸炎沙門氏菌,可用于碎牛肉中腸炎沙門氏菌的檢測,總的檢測時間為4 h。邵琳等[11]應(yīng)用適配體結(jié)合SERS技術(shù)實現(xiàn)對腸炎沙門氏菌的特異性檢測,檢測限為102CFU·mL-1;在豬肉樣品中進行加標(biāo)回收實驗,回收率為93.37%~100.18%,可用于食品加工過程中腸炎沙門氏菌的檢測,該方法具有特異性強、靈敏度高、成本低、快速簡便的優(yōu)勢。ZHOU等[12]建立了一種磁輔助SERS標(biāo)記免疫測定法,實現(xiàn)了對牛奶樣本中大腸桿菌O157∶H7、單增李斯特菌和鼠傷寒沙門氏菌的快速檢測,這3種致病菌的檢測限分別達到了10 CFU·mL-1、10 CFU·mL-1和25 CFU·mL-1;該方法通過應(yīng)用基于游離抗體標(biāo)記和葡萄球菌蛋白A(PA)-SERS標(biāo)記識別的方法來實現(xiàn)對目標(biāo)菌的高靈敏檢測;該SERS生物傳感器由兩種功能納米材料組成:適配體修飾的Fe3O4@Au磁性納米粒子作為磁性SERS平臺用于病原菌的富集和PA修飾的SERS標(biāo)簽作為目標(biāo)菌定量檢測的通用探針;目標(biāo)細(xì)菌富集后,游離抗體用于特異性標(biāo)記目標(biāo)細(xì)菌并提供大量Fc片段,引導(dǎo)PA-SERS特異性結(jié)合;該方法表現(xiàn)出快速、穩(wěn)定和易于操作的優(yōu)點,在食品安全檢測和傳染病診斷方面將有巨大的應(yīng)用潛力。

        6 展望

        隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對食品安全重視程度的提高,沙門氏菌快速檢測方法將會越來越多的應(yīng)用到食品安全檢測中,尤其是以適配體和可視化檢測為基礎(chǔ)的現(xiàn)場快速檢測方法,將在保障食品安全中有越來越廣闊的市場和應(yīng)用前景。

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