液相芯片技术检测食品中三种致病性弧菌的研究

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近年来,食源性疾病已成为当前世界上最突出、最广泛的食品安全问题,弧菌属细菌所引起疾病因对人类健康的威胁最大而受到广泛的关注。目前,国内检测食品中致病菌主要采用传统的培养方法,其操作繁琐,检测时间较长、灵敏度较低。PCR等方法针虽然检测速度快,但检测通量低、操作繁琐。因此,急需建立一种快速有效且通量较高的检测方法。目前,液相芯片技术已被广泛应用于各研究领域,但在国内的发展还刚刚起步。本研究以霍乱弧菌、创伤弧菌、溶藻弧菌为研究对象,设计针对以上弧菌的通用扩增引物和特异检测探针,然后将探针交联到不同的色标微球上,制备液相芯片,建立能快速甄别以上3种弧菌的液相芯片检测技术,为致病性微生物的检测与鉴定提供一种新的方法。从Genbank数据库中检索收集霍乱弧菌、创伤弧菌、溶藻弧菌的23SrDNA基因组序列,使用Dnaman 6.0、Primer premier 5.0软件对基因组序列进行属间、种间比对,设计通用引物和特异探针,并与Genbank上已登录的细菌基因组序列进行Blast比对分析,验证通用引物的可扩增性及探针的特异性。其通用引物及探针分别是,上游引物为TGGCAGTCAGAGGCGATG,下游引物为CACGTGTCCCGCCCTACTC,霍乱弧菌的探针为CAGATAAGGCAGTAAGAGCC,溶藻弧菌的探针为CTGTGAAGTCTGAGATTCCTG,创伤弧菌的探针为AACAGCCACTTGAGTCTACGA.然后,将探针共价交联到不同的色标微球上,以制备液相芯片。通过对影响PCR反应因素的试验及液相芯片杂交时间与杂交温度的优化,得出最佳的PCR反应体系为:10×PCR Buffer(含MgCl2) 5μL, dNTP Mixture(各2.5 mM) 4μL, Taq酶0.5μL,上游引物0.5μL,下游引物0.5μL, DNA模板0.5μL,灭菌H20, 39.0μL的50μL体系;最佳的反应为95℃预变性4min,1 Cycles; 95℃30sec,退火温度55℃30sec, 72℃30sec, 35 Cycles; 72℃延伸7min;通过对PCR产物的荧光强度值测定,摸索出最佳杂交温度为53℃,最佳的杂交时间为20min。液相芯片技术重复性、特异性、灵敏性的确定。分别提取霍乱弧菌、溶藻弧菌、创伤弧菌的DNA,并用通用引物进行PCR扩增,然后用所建立的液相芯片方法进行检测。在相同的实验条件下,先后重复检测三次,并对结果进行分析,计算各批次间检测的平均荧光强度值的变异系数(CV),结果显示各个变异系数均在8%以内,表明液相芯片方法确实具有良好的可重复性和稳定性。分别提取九种菌的DNA,并用通用引物进行PCR扩增,结果表明,三种弧菌的微球探针分别检三种弧菌的PCR产物均有较高的荧光强度值检出,呈阳性,而与非目标探针结合均显示出较低的荧光强度值,没有任何的假阳性信号和明显的非特异信号,表明本方法有着很好的检测特异性。最后,分别验证三种弧菌的灵敏性,得出最低检出限均为101CFU/mL。液相芯片技术具有特异性高、灵敏、快速等优点,可以对病原菌进行快速检测,能有效控制污染源并防止致病菌的继续传播,从而确保食品的质量与安全。
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