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生命科學的許多學科內容存在交叉,導致了不同課程的實驗內容也存在不同程度重復,就有可能造成學生在不同課程的實驗課做相同的實驗。因此,在制定教學大綱之前,需要注意不同課程教師之間的溝通和交流,避免相同的實驗在不同課程之間重復做的現象。例如,DNA提取實驗,在生物化學、遺傳學、分子生物學等課程的實驗中都有可能開設,如果在制定教學大綱之前,相關學科的教師之間沒有交流和溝通的話,就可能在這三門課程的實驗中都開設DNA提取實驗。這樣,不但不利于學生學習獲得掌握更多實驗技能的機會,而且會造成實驗時間、資源和經費的浪費。在實驗設置上,要適當增加一些設計性和綜合性實驗,使得一個實驗中可以用到多門課程中的實驗技術,這樣就可以使得學生的綜合素質和創新能力得以提高。為了進一步提高學生的創新能力,除了上課規定的實驗內容外,還可以讓學生多參加一些科研活動,如大學生創新課題、教師的科學研究等,學生可以向指導教師請教,由指導教師給予進一步的指導。通過學生積極主動地參與,就可以進一步激發學生的學習興趣,更為牢固地掌握相關實驗技能,提高其動手能力和創新能力。
2改革實踐教學手段
傳統教學所采用的教學方法通常是教師把實驗原理和方法一講,然后學生依據實驗步驟操作。因為許多實驗儀器、用品、藥品學生都是首次接觸,對其操作方法、注意事項以及實驗中會出現的問題等會注意不到。最終,就會導致實驗結果不理想,甚至實驗失敗。計算機技術的普及使得多媒體教學成為本科理論教學中常用的教學手段,但在實驗教學中應用還較少。生物技術專業的許多實驗,如,細胞生物學、生物化學、分子生物學、基因工程等課程的實驗,都是在分子水平進行的,實驗中的一些現象學生很難用肉眼觀察到,造成學生對實驗原理的理解困難和實驗操作的困難。如果利用多媒體來對相關實驗內容和操作進行演示,上述困難就能迎刃而解。如,分子生物學實驗中的瓊脂糖凝膠電泳技術,在原理部分,教師雖然講到通過溶解瓊脂糖再降溫使得瓊脂糖凝固,就能形成具有一定網孔的凝膠,不同分子量的DNA通過凝膠后就可以按照分子量的不同而分離。但是學生在理解的時候還是有一定的困難,通過多媒體動畫,學生就可以直觀地看到凝膠形成的過程以及不同分子量的DNA在凝膠中泳動的情況,進而牢固掌握實驗原理。另外在加樣的技術環節,教師雖然可以親身示范,但是由于每堂課的學生較多和時間限制,教師不可能對學生進行一一的示范,這樣學生在加樣時就很難掌握正確的加樣方法。而通過多媒體錄像,學生可以清晰地看到加樣過程,以及各種錯誤操作可能造成的后果,進而在實驗操作中就能夠進行正確的操作,避免錯誤的操作,達到實驗成功的目的。
3積極籌建實習實踐基地
生物技術是一個實踐性很強的專業,所學知識必須同生產實踐聯系起來,這一點需通過實習、社會實踐等環節才能實現。因此,我校生物技術專業在多門課程中設立了實習環節。校外實踐教學基地是聯系學校和社會的橋梁,是培養學生綜合運用多學科知識去解決實際問題的紐帶,也是大學生動手能力和創新意識培養的一個關鍵所在。目前,我校生物技術專業已在關山建立了植物學實習基地,另外,我省有一些大型的生物公司,如,洛陽市的華美生物工程公司、新鄉市的華蘭生物工程公司等,這些為我校生物技術的詩句基地建設提供了有利的條件。
4鼓勵學生參與科學研究
參與科學研究,是增強學生創新能力培養的又一有效途徑。我校從學生二年級開始,就鼓勵學生積極參與“大學生課外創新項目”申報課題。學生根據自己的所學專業和興趣先提出自己的方向,然后找相關研究方向的教師進行指導,對課題的可行性進行分析,最后形成切實可行的研究路線。申報成功后,學生在指導教師的指導下進行相關研究,指導教師對學生試驗中遇到的問題進行指導。我系也積極組織和鼓勵學生申報創新課題,通過創新課題的參與,極大提高了學生的實踐和創新能力。另外,為了讓更多的學生參與科學研究,通過公布教師的研究課題的方式讓學生了解老師的研究方向,根據自己的興趣報名參加教師的研究課題,教師再通過對學生的考察和了解進行雙向選擇,從而進一步擴大了學生參與科學研究的范圍,使得他們的創新能力得到進一步提升。學生參與科學研究的另一途徑是畢業實習。畢業實習是學生走向社會前的能力訓練的一個重要環節,學生通過收集、整理、分析資料和試驗數據,培養發現問題、分析問題和解決問題的能力,鍛煉人際交往能力和溝通能力,加強他們的創新意識。
【關鍵詞】 心肌細胞 ;抑瘤活性 ;生物分化誘導
近年來,各國學者對鼠源性心肌細胞的生物活性研究很多,尤其是在醫學上,鼠源性心肌細胞的生物活性物質有著很好的應用前景,為人類征服疾病帶來曙光。目前最熱門的研究就是心肌細胞的抑瘤活性物質和生物分化誘導功能,具有很大的研究價值和展望。現就目前對鼠源性心肌細胞的生物活性物質研究概括綜述如下。
1 心肌細胞抑瘤活性物質的研究
據統計目前現有抗癌藥物65%來自天然產物或其衍生物,它們在惡性腫瘤的臨床治療中具有極其重要的作用。在生物界中許多生物體內存在著大量天然抑瘤物,隨著科學技術的飛速發展,越來越多的天然抑瘤物被人類所發現認識,不斷地有新的天然抑瘤物被分離和鑒定出來。其中部分天然抑瘤物已經廣泛地應用于惡性腫瘤的預防和臨床治療中,取得了可喜的經濟效益和社會效益。而最讓人值得期待的是從心肌細胞中分離和提純更新的無毒副作用的低分子抑瘤物。吳敬波等學者[1]在心肌細胞培養液對鼻咽癌細胞生長的體外實驗中得出結論:新生大鼠心肌細胞培養液可以選擇性的抑制鼻咽癌細胞的增殖,心肌微環境中可能存在某種抑瘤物質,這可能是心肌轉移瘤罕見性的主要機制。吳敬波、文慶蓮等學者[2]在心肌細胞條件培養液對S-180荷瘤小鼠的抑瘤作用的實驗中得出結論:心肌細胞條件培養液在體內具有抗腫瘤活性, 且無明顯毒副作用。可以進一步實驗研究幫助認識惡性腫瘤的轉移機制。吳敬波、楊麟玲等學者[3]在心肌細胞培養液在裸鼠體內抑制人鼻咽癌細胞生長及其機制的實驗做中得出結論:心肌細胞培養液在裸鼠體內可以有效抑制鼻咽癌細胞生長,抑瘤率達73.4%,其機制可能為誘導鼻咽癌細胞凋亡。到目前為止,這方面的研究尚在進行中。期待心肌細胞中所含有的這種(或這類)低分子抑瘤物被分離、純化、鑒定出來,這樣的新型天然抑瘤活性物質會為腫瘤提供高效穩定的治療,為克服腫瘤帶來新的希望。
2 心肌細胞生物分化誘導功能的研究
心肌細胞除了有抑瘤活性以外,在眾多的研究中還發現,心肌細胞還具有生物分化誘導功能。由陳連鳳[4]等人發明的專利中公開發明了一種在對干細胞向襲擊組織細胞分化中應用的生物分化誘導劑,其為含有心肌細胞生長因子的營養液,由心肌細胞或心臟組織反復凍融裂解形成的心肌細胞裂解液,模擬了心肌微環境,可誘導干細胞分化為心肌樣細胞還可誘導部分干細胞向內皮細胞方向分化,很好的建立細胞間連接,進行細胞傳導,無毒副作用,具有很好的應用治療前景。 隨后,很多學者都在這方面進行了大量的實驗研究。包括發現骨髓間充質干細胞、脂肪細胞等都可以被心肌細胞誘導分化向心肌樣細胞分化。各國學者都在研究心肌細胞誘導分化的功能及其機制,發現心肌細胞的這種誘導功能為治療心臟疾病,特別是心肌梗死有極大地意義和應用前景。
意大利Laura Lagostena等學者[5] 在培養小鼠骨髓中c - kit +細胞分化為心肌細胞的電生理特性實驗的研究表明:小鼠骨髓造血干細胞的可塑性,可有限轉分化成心肌細胞。德國Christina Mauritz等學者[6] 在功能性一代鼠心肌細胞誘導多能干細胞的實驗中發現多能干細胞細胞分化成心肌細胞的功能。相對于胚胎干細胞,可以推導多能干細胞的細胞成形術與心肌組織工程自體心肌細胞的功能。美國Alessia Orlandi等學者[7] 在小鼠臍血CD34干細胞和心肌細胞共同培養獲得的細胞功能特性的實驗中發現,根據在他們的實驗條件下,臍血CD34的細胞共同培養的小鼠心肌細胞的表現形成了類似心肌細胞興奮收縮偶聯的功能。但是人類特有的心臟基因表達RT - PCR則檢測不到。美國Benedetta A. Pallante[8]等學者在骨髓Oct3 /4細胞通過年齡依賴旁分泌機制分化為心肌細胞的實驗中發現:不論年齡,骨髓包含Oct3 / 4的干細胞具有分化成心肌細胞的能力.土耳其Zeynep Tokcaer-Keskin[9]等學者研究表明,間充質干細胞可以在體外培養較短的時間內向心肌細胞分化。這時候可能會提供獲得緊急情況下減少細胞為基礎的治療,可能以前無法使用。在治療急性心肌梗死(AMI)時,干細胞移植可以明顯改善心功能。無論從改善心肌細胞,調節的改造,或損傷組織再生的保護心臟功能是否通過旁分泌機制,還在研究中。美國的Niladri Mal[10]等學者通過對間充質干細胞的SDF- 1在心肌梗死后表達,營養支持心肌細胞的研究,發現干細胞移植可能產生重大影響有利受傷器官功能獨立的組織再生,SDF - 1的移植,主要是通過介導保護,而不是在心肌細胞再生的梗塞區。美國的Whittemore G. Tingley[11]等學者在小鼠胚胎干細胞衍生的心肌細胞中發現AKAP10牽連心律調節。人類胚胎干細胞(HESCs)由于其有潛在的能力,可能成為心臟修復,無限產生心肌細胞(CMCs)的重要細胞。日本的Teruhisa Kawamura[12]等學者發現:胚胎干細胞分化成心肌細胞的細胞需要心臟特異性基因程序激活,而最重要的就是乙酰化與GATA - 4,其參與了胚胎干細胞分化為心肌細胞。美國的P Gallo[13]等學者追蹤發現人類胚胎干細胞的心肌細胞分化的啟動子是一個有短肌鈣蛋白慢病毒載體(TNNI3的LVVs)。美國的Nicolas Christoforou[14]學者小研究鼠胚胎干細胞衍生的心臟前體細胞的多能,并促進新型心臟基因的鑒定。新西蘭的RA de Weger[15]等作者研究發現干細胞衍生的心肌細胞可以作為最好的心臟細胞移植。美國E. Martin-Rendon[16]等學者用5氮雜胞苷處理的從臍帶血和骨髓中取得的人間充質干細胞,體外培養心肌細胞不會產生高頻率的祖細胞,結果從臍帶血中間充質干/祖細胞的分離得到的表型與骨髓干細胞的類似,異常的CD106,使得臍血干細胞表達欠缺,而CD146分子的高表達使得臍血干細胞表達增強。這里的結果表明這種細胞不產生足夠頻繁的心肌細胞修復心臟。他們在心臟修復效果很可能是由于旁分泌機制。美國Sepideh Heydarkhan-Hagvall[17]等學者研究的目的是確定人類脂肪干細胞(hASCs到心血管細胞)分化的關鍵外部和內部參數,最后發現人體脂肪干細胞是一種潛在的心血管細胞組織工程源。
3 展 望
可以看出,鼠源性心肌細胞不僅含有效的低分子抑瘤活性物質,可以分離、純化、鑒定出來,為腫瘤的預防和治療提供新的方向;而且具有強大的誘導分化功能,能使不同類型的細胞,包括胚胎干細胞、脂肪細胞等逐漸向心肌細胞方向發展,為各種心臟疾病,特別是心肌梗死的治療帶來希望。它的生物活性遠遠超出了我們的想象,這方面的研究還在繼續深入進行研究中,我們期待有更新更好的發現,為人類帶來更多的福音。
參考文獻
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1.不濫用
不要濫用多媒體等現代信息技術。有些課應該慎用信息技術。如大部分的實驗課,無論是演示實驗還是學生分組實驗,都是需要現場動手操作的。只有親自動手,才能體會到實驗的作用。許多年以來,人們都在感嘆我們的學生“高分低能”,我們不能讓多媒體成為“高分低能”的又一助推器。某些課堂演示實驗,對后排的學生來說,可見度較差,在此種情況下,可用多媒體展示,會有更好的效果。另外,不能濫用信息,在教學中,并不是采用的信息越多越好。“有信息就用”體現了教師對信息認識的偏差,教師不能變相地把學生當成知識存儲的容器,應該以學生的自主探究為中心,合理地利用好信息資源。將現代信息技術與傳統教學手段有機結合。
2.不依賴
由于網絡的便捷,在網上下載多媒體課件不是件難事,甚至有人用此取代教師的備課工作,把別人的勞動成果生吞活剝,不加以新陳代謝,不轉化成適合本校實際的教學方案。這樣,教師的勞動不再是創造性的勞動,失去了教師的個人思想和個性特征。教師會淪為電影放映員,后果嚴重。
3.不替代
(1)現代信息技術不能代替即時板書板畫畫龍點睛的板書、板畫、板演必須由教師本人親歷親為,不能用信息技術替代。教學中要注重現代信息技術與傳統教學手段齊頭并進。在利用信息技術教學的過程中,有許多老師已經脫離了粉筆和黑板。但“尺有所短、寸有所長”,作為傳統課堂教學象征的黑板仍有著信息技術教學所無可比擬的優點。好的板書有提綱挈領的作用,學生抬頭一看,便對本節課的重點一目了然。另外,黑板即時重現力強,隨寫隨看,內容還可以方便地增刪,教師的板書過程也正是學生思維漸進的過程。而一般的演示課件中的板書內容往往是一行一行的出現,思維上跳躍較大,展示速度也較快,不利于學生對知識的理解與掌握。如果教師具有良好的“三板”素質,能對學生起到正面、規范的示范作用,將在學生心目中形成積極的影響,也便于學生進行課堂筆記,同時也給學生思維上留下空間,便于抽像邏輯思維的形成。這些都是運用現代信息技術教學無法替代的。因此,在教學過程中,應把傳統教育手段同現代教育技術有機地結合起來,才能實現教育的最優化。(2)不能完全用視頻、錄像替代實驗生物是一門實驗性很強的學科,在實驗室條件允許的情況下,我們應該提倡學生親自動手實驗,在學生親自動手的過程中,盡管會發生這樣那樣的問題,甚至實驗結果會失敗,但“現場直播”是沒有經過修改的、客觀的、真實的展現。學生可以從實驗引發的問題或失敗中去反思,然后思考如何改變實驗條件或過程,從中培養解決問題、分析問題的能力和主動探索的精神。有的教師為了貪圖效果和省力,一味地用幻燈片、視頻等來代替演示實驗,這種“紙上談兵”的方法不利于創新實踐精神的培養。
【關鍵詞】感染;病原微生物;檢測技術
【中圖分類號】R446.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-1959(2009)08-0223-01
1 生化方法
生化方法檢測病原微生物實際上是測定微生物特異性酶。由于各種微生物所具有的酶系統不完全相同,對許多物質的分解能力亦不一致。因此可利用不同底物產生的不同代謝產物來間接檢測該微生物內酶的有無,從而達到檢測特定微生物的目的。如沙門氏菌能產生辛酯酶,這一性能是除沙門氏菌外的各屬腸桿菌科細菌所不具備的。根據這一特性,甄宏太等報道了快速檢測沙門氏菌的辛酯酶法。該方法是以4-甲基傘形酮辛酯(MUCAP)為底物,經沙門氏菌的酶降解后,釋放出4MU,在紫外燈下觀察其發出的藍色熒光。該方法簡便易行,從加入底物到紫外燈下觀察到出結果僅需幾分鐘即可完成。其靈敏度和特異性分別可達95%和90%。對與H2S(+)反應的沙門氏菌該法更為敏感,靈敏度和特異性均接近100%。大腸埃希氏菌具β-葡萄糖醛酸酶,但以O157∶H7為代表的腸出血性大腸埃希氏菌(EHEC)卻不具此酶,故β-葡萄糖醛酸酶陰性已成為初步篩查EHEC的重要特征。白色念珠菌具脯氨酸肽酶及N-已酰β-D半乳糖苷酶,分別以合適的試劑檢測,兩酶均陽性即為白色念珠菌。
2 血清免疫學方法
免疫學技術是利用特異性抗原抗體反應,觀察和研究組織細胞、特定抗原(抗體)的定性和定量技術。為了顯示和觀察這種抗原抗體反應,需要預先將某種標記物結合到抗體上,借標記物的熒光或酶的有色反應、放射性或高電子密度,在光鏡或電鏡下進行定性、定位或定量研究。各種形式的免疫分析方法如放射免疫分析(RIA)、酶免疫分析(EIA)、間接酶聯免疫吸附(ELISA)、熒光免疫分析(FIA)、生物發光免疫分析(BIA)、化學發光免疫分析(CIA)等,直接檢測微生物或通過間接檢測微生物的成份及微生物代謝產物(如毒素)檢出微生物。各大文獻數據庫提供的數據顯示,幾乎建立了所有病原體的血清學檢測方法,表明該方法也成為了一種實驗室常用的成熟的檢測技術。
2.1 熒光抗體技術:
熒光抗體技術是根據抗原抗體反應具有高度的特異性,把熒光素作為抗原標記物,在熒光顯微鏡下檢查呈現熒光的特異性抗原抗體復合物及其存在部位。熒光抗體技術的主要特點是特異性強、速度快、靈敏度高,但也存在許多的缺點,如非特異染色問題難以完全解決、操作程序較煩瑣、需要特殊的昂貴儀器(熒光顯微鏡)和染色標本不能長期保存等。用于快速檢測病原菌的熒光抗體技術主要有直接法和間接法。直接法是在檢測樣品上直接滴加已知特異性熒光標記的抗血清,經洗滌后在熒光顯微鏡下觀察結果。間接法是在檢測樣品上滴加已知的細菌特異性抗體,待作用后經洗滌,再加入熒光標記的第二抗體。如市場上廣泛應用的抗沙門氏菌熒光抗體和豬瘟熒光抗體。呂治林等[4]報道的由美國同行所作的用炭疽桿菌細胞壁(CW-DFA)和莢膜抗原(CAP-DFA)特異的熒光標記的單克隆抗體,可快速鑒別炭疽桿菌。
2.2 酶免疫技術:
酶聯免疫技術是根據抗原-抗體的免疫反應與酶的高效催化作用原理有機結合,通過酶催化底物進而發生一系列的化學反應,使溶液呈現出顏色變化,從而顯示抗原抗體特異性反應的存在。酶聯免疫技術的應用,大大提高了檢測的敏感性和特異性,現已被廣泛地應用于多種病原微生物的檢測。應用單克隆抗體結合硝酸纖維膜上的斑點ELISA技術,已成功地自患者的咽拭標本中同時檢出可能存在的肺炎支原體、流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒和3、7型腺病毒。涂少華等用MP膜結合蛋白抗原制備MP單抗來建立雙抗體夾心ELISA檢測肺炎支原體抗原方法,與PCR方法的符合率達95%; Gehring等用酶聯免疫化學發光法(ELIMCL)測定大腸桿菌O157∶H7,在PBS緩沖液中,檢測極限約為7.6×103個活細胞。許多疾病的檢測都已有商品化的試劑盒出現。如直接自尿中檢出沙眼衣原體的商品試劑盒IDEIA-Ⅲ。
3 分子生物學方法
分子生物學及分子遺傳學的發展,使人們對微生物的認識逐漸從外部結構特征轉向內部基因結構特征,微生物的檢測也相應的從生化、免疫方法轉向基因水平的檢測。
3.1 核酸雜交法:
最初應用于微生物檢測的分子生物學技術是基因探針方法,它是用帶有同位素標記或非同位素標記的DNA或RN段來檢測樣本中某一特定微生物核苷酸的方法。核酸雜交有原位雜交、打點雜交、斑點雜交、Sorthern雜交、Northern雜交等,它們共同的特點是:①都是應用復性動力學原理;②都必須有探針的存在。核酸分子探針又可根據它們的來源和性質分為DNA探針、cDNA探針、RNA探針及人工合成的寡聚核苷酸探針等。該法診斷的原理是通過標記根據病原體核酸片段制備的探針與病原體核酸片段雜交,觀察是否產生特異的雜交信號。核酸探針技術具有特異性好、敏感性高、診斷速度快、操作較為簡便等特點。目前,已建立了多種病原體的核酸雜交檢測方法,尤其是近年來發展起來的熒光原位雜交技術(FISH)更為常用。
3.2 PCR及其衍生技術:
PCR技術又稱體外擴增技術,自1985年發明以來,因其高度靈敏性和良好的特異性受到了人們的高度重視,短短20年的時間,各種各樣以PCR為基礎的DNA序列的擴增和檢測方法得到了迅猛發展,幾乎已應用于基礎研究的各個領域,并且成為醫學臨床和檢驗部門強有力的分析工具。各種衍生技術如反轉錄PCR(RT-PCR)、多重PCR、巢式PCR、PCR單鏈構象多態性(PCR-SSCP)、RFLP、RAPD技術、熒光定量PCR等。其中定量PCR既可以用于臨床感染性疾病的診斷,又可用于監測其療效。而DNA測序分析可用于病原菌的鑒定和亞型的區分,以及同種病原菌不同菌株的區分。
4 生物芯片
生物芯片技術是將生物大分子,如寡核苷酸、cDNA、基因組DNA、肽、抗原以及抗體等固定在諸如硅片、玻璃片、塑料片、凝膠和尼龍膜等固相介質上形成生物分子點陣,當待測樣品中的生物分子與生物芯片的探針分子發生雜交或相互作用后,利用激光共聚焦顯微掃描儀對雜交信號進行檢測和分析。根據生物芯片上探針的分子種類而將之分為DNA芯片(即基因芯片)和蛋白質芯片。微生物檢測基因芯片是指用來檢測樣品中是否含有微生物目的核酸片段的芯片。基于高通量、微型化和平行分析的特點,微生物檢測基因芯片在微生物病原體檢測、種類鑒定、功能基因檢測、基因分型、突變檢測、基因組監測等研究領域中發揮著越來越重要的作用。
參考文獻
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【關鍵詞】 食源性致病微生物;快速檢測
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.09.771 文章編號:1004-7484(2013)-09-5417-02
1 資料與方法
食品的安全性直接關系到人們的健康,就像水與空氣一樣是人類生活的必需品。影響食品安全最重要因素之一就是微生物,食品中微生物的種類、數量不但能夠決定食品貨架期,也是用來評價食品安全性的主要指標之一[1]。由于可導致人類感染的致病菌種類越來越多,病原微生物對人類的威脅越來越大[2]。目前,我國雖然制定了食源性致病微生物的一些檢驗方法,但是傳統的檢測手段往往需要經過克隆培養、選擇性分離、形態特征觀察等耗時費力的步驟[3],而且存在國內試劑供應不配套等問題,因此很難滿足公共衛生事件應急處理快速反應的需要。近些年來,許多國內外的機構和學者都致力于快速檢測技術以及方法的研究,尤其是隨著分子生物學和相關技術的發展,食品微生物的快速檢驗技術也有了很大的突破。
1.1 免疫學檢測方法
1.1.1 酶免疫檢測法 酶免疫檢測法可根據抗原抗體反應是否需要分離結合和游離的酶標記物分為均相和非均相兩種類型。非均相法較常用,包括液相免疫法與固相免疫法。
1.1.2 免疫熒光法 免疫熒光法是發展最早的標記免疫技術中的一種。作為一項在免疫學、生物化學和顯微鏡技術的基礎上建立起來技術,很早以前就有一些科學家試圖將抗體分子與一些示蹤物質結合,利用抗原抗體反應對組織或細胞內抗原物質進行定位。
該技術的主要特點是:特異性強、敏感性高,而且速度快。目前此類技術可用于沙門氏菌、單增李斯特菌、金黃色葡萄球菌毒素等的快速檢測。
1.1.3 酶聯熒光免疫法 酶免疫測定技術中應用最廣的技術就是酶聯熒光免疫法(ELFIA)。此項技術的基本方法就是將已知的抗原或抗體吸附在固相載體(聚苯乙烯微量反應板)表面,這樣固相表面會進行酶標記的抗原抗體反應,再用洗滌法將液相中的游離成分洗除。根據此原理,如果樣品中并沒有目的抗原,酶標抗體就無法結合,也就不會發生顏色反應;反之就可以認為該樣品呈陽性[4-5]
由于酶的催化頻率很高,反應效果被極大地放大,因而使測定方法可以達到很高的敏感度。用單克隆抗體制備的試劑盒來檢測沙門氏菌,其最低檢測量可達500cfu/g,需22h[6]。Lyer M S等[7]用間接ELISA法檢測食品以及飼料中的鐮刀菌,檢測靈敏度能達102cfu/ml。姚永忠等[8]將ELISA法應用于食品中單增李斯特氏菌的檢測,最低檢測限達到104cell/ml,并且特異性好,檢測時間可比常規方法縮短4到5天。
1.2 分子生物學檢測法
1.2.1 聚合酶鏈反應(PCR)技術 PCR(聚合酶鏈式反應)是利用DNA在體外攝氏95度時解旋,55度時引物與單鏈按堿基互補配對的原則結合,再調溫度至72度左右,DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互補鏈。由PCR技術制造的PCR儀實際就是一個溫控設備,能在95℃,55℃,72℃之間很好地進行控制。
將傳統的PCR技術應用于食源性致病菌的檢測中,雖然可以達到簡單、靈敏、低成本的目的,但是缺乏合適的檢測方式與之相連接,因而其檢測耗時,而且無法做到定量檢測。另外,此類方法不容忽視的一個問題就是從待測食物樣本中提取致病菌基因組的過程,因為不規范的操作會造成平行樣品之間的分析誤差和基因組的降解,從而導致檢測結果出現假陰性和假陽性。
1.2.2 基因芯片技術 基因芯片技術是近幾年來分子生物學的重要進展,基因芯片的測序原理是雜交測序方法,即通過與一組已知序列的核酸探針雜交進行核酸序列測定的方法,在一塊基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探針。
基因芯片技術由于同時將大量探針固定于支持物上,可以一次性對樣品大量序列進行檢測和分析,從而解決了傳統核酸印跡雜交技術操作繁雜、自動化程度低、操作序列數量少、檢測效率低等問題,將其應用于致病微生物的快速診斷,有著許多傳統方法無法比擬的優勢。
2 傳感器檢測法
2.1 電化學基因傳感技術 近年來,將電化學方法應用于核酸生物傳感器成為發展非常迅速的一個研究領域,其原理是利用電化學核酸探針捕捉存在的特征基因,在合適的條件下,由檢測器來監控體系中由探針產生的光、電信號的變化,從而達到識別特定靶生物分子的目的。由于此類方法具有靈敏度高、成本低、能耗少、易攜帶、不破壞測試樣品、易于實現微型化等諸多優點,因而在食品檢測領域有著廣闊的發展前景。
最近,基于電化學基因傳感分析檢測食品中常見致病菌的研究逐漸增多此類方法中較多見的實現方式是通過PCR技術將食品致病微生物的特征基因進行擴增,將產物分別與信號探針和修飾在電極上的核酸捕捉探針進行孵育,從而獲取檢測信號。