蜡样芽孢杆菌快速检测新方法:链置换等温扩增(SEA)结合侧向流试纸条的应用研究

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Food Bioscience 4.8

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  食源性致病菌检测至关重要,为解决传统方法耗时长、依赖复杂仪器等问题,研究人员开展链置换等温扩增(SEA)结合侧向流试纸条(LFS)检测蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)的研究,该方法灵敏度高、特异性好,适用于实际样本检测,在资源有限地区有潜力。

  
民以食为天,食以安为先。食源性致病菌如同潜伏在食物中的 “隐形杀手”,时刻威胁着人类健康与食品安全。蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)作为一种常见的食源性革兰氏阳性菌,广泛存在于土壤、空气、水等自然环境中,极易污染米饭制品、豆制品、肉制品等食物。它堪称 “狡猾的破坏者”,因其不分解蛋白质,污染食物后无明显感官变化和异味,人们在进食过程中难以察觉变质,极易因误食引发食物中毒。其产生的蜡样芽孢杆菌毒素(包括蜡样毒素和腹泻肠毒素),轻者导致腹泻、呕吐,严重时甚至可能引发脑膜炎等严重病症。研究表明,多数由蜡样芽孢杆菌引发的疾病与食物中细菌浓度高于 10? CFU/g 相关,但部分疾病甚至在细菌浓度低至 103 CFU/g 时就可能发生。然而,其致病性不仅取决于细菌数量,还涉及毒素积累等复杂因素,这使得安全限值的确定困难重重。传统的微生物培养检测方法往往需要数天时间,耗时且依赖专业操作,难以满足快速检测需求;基于核酸的检测方法中,聚合酶链式反应(PCR)虽灵敏度和特异性高,但依赖精密的热循环设备,在资源有限地区难以推广;环介导等温扩增(LAMP)、重组酶聚合酶扩增(RPA)等等温扩增技术虽无需热循环设备,但存在依赖昂贵酶系统、引物设计复杂等局限。因此,开发一种快速、简便、无需复杂仪器的检测方法,对保障食品安全、预防疾病传播至关重要。

为攻克上述难题,南京农业大学酶工程实验室与南京市食品药品检验所的研究人员开展了相关研究,其成果发表在《Food Bioscience》。

研究人员主要采用了链置换等温扩增(SEA)技术和侧向流试纸条(LFS)技术。SEA 是一种基于 DNA 变性泡 “呼吸” 作用实现 DNA 双链动态解离的等温核酸扩增方法,反应仅需一对引物和 DNA 聚合酶,引物分别用生物素和 6 - 羧基荧光素(6-FAM)修饰,以便与侧向流试纸条结合实现反应结果可视化;侧向流试纸条则是一种操作简单、成本效益高、检测快速的即时诊断平台,无需复杂仪器即可实现结果的可视化读取。

设计 SEA-LFS 整合检测体系


基于 DNA 变性泡介导的等温扩增原理,利用一对靶向蜡样芽孢杆菌的特异性引物和 Bst DNA 聚合酶,在约 65°C 等温条件下对目标 DNA 进行指数扩增,随后通过试纸条对扩增产物进行可视化检测,该方法仅需便携式加热设备(如水浴或金属浴)和试纸条,操作简便。

检测灵敏度与特异性分析


在纯菌液检测中,该反应体系对蜡样芽孢杆菌的检测灵敏度可达 7.5×102 CFU/mL,且特异性良好,与其他非蜡样芽孢杆菌菌株无交叉反应。

实际样本检测效果


在未进行富集处理的情况下,对人工污染的年糕样本和牛奶样本检测灵敏度分别可达 8.3×103 CFU/mL 和 8.3×102 CFU/mL,试纸条检测结果与扩增结果一致,表明该体系适用于实际样本检测。

研究成功构建了 SEA 与 LFS 结合的检测体系,可用于食品中蜡样芽孢杆菌的快速、简便检测。该方法兼具 SEA 技术的快速等温特性和试纸条的简单直观优势,通过观察试纸条上 T 线的有无即可目视判断蜡样芽孢杆菌的阴阳性结果。其检测灵敏度高、特异性好,在无需复杂仪器的情况下实现了对实际样本中蜡样芽孢杆菌的有效检测,为食品中食源性致病菌的快速检测提供了新的技术手段。该体系在资源有限地区作为初步检测工具具有巨大潜力,有望为食品安全监测和食源性疾病防控提供有力支持,助力提升食品安全保障水平,减少因蜡样芽孢杆菌等食源性致病菌引发的健康风险。

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