免疫磁分离技术在食源性致病菌快速检测中的研究进展

建立食源性致病菌快速高效的检测新方法和策略对控制食源性疾病的爆发至关重要。样品前处理是快速筛选病原体的关键步骤。常规食源性致病菌检测技术通常需要前增菌和选择性分离等预处理过程才能达到提高目标细菌浓度的目的,耗时长且灵敏度低。免疫磁分离技术（immunomagnetic separation,IMS）是一种能够在较短时间内从复杂食品样品中分离和浓缩目标病原菌的技术,已被应用于多种食源性致病菌的检测。本文综述了IMS在食源性致病菌检测中的应用,重点阐述了IMS作用原理、影响IMS效果的因素以及结合其他检测技术在食源性致病菌快速检测中的最新应用研究,以期为该技术更深层次的应用研究和我国食品安全快速检测技术的发展提供理论支持。     

免疫磁珠分离技术在食源性致病菌检测中的应用

免疫磁珠(immunomagnetic beads, IMB)是一种均匀、具有超顺磁性及保护性壳的球形小粒子, 由载体微球和免疫配基结合而成。免疫磁珠分离技术(immunomagnetic beads separation techniques, IMBS)则是利用免疫磁珠上包被的特异性抗体与抗原发生亲和反应, 从复杂的样品中分离到目标抗原。再利用磁珠的磁响应性, 实现对目标抗原的富集。在食源性致病菌检测方面, 该技术通过与其他检测手段相结合而得到广泛应用, 具有灵敏度高、检测时间短、操作简单等优势。本文综述了免疫磁珠的结构特点、免疫磁珠分离技术的原理, 着重阐述了该技术在食源性致病菌检测方面的应用进展, 以期为免疫磁珠分离技术的广泛应用提供参考。     

食源性致病菌快速检测技术研究进展

食源性致病菌快速检测技术的发展对于我国应对和控制食源性疾病的爆发至关重要。目前在基层监管执法中应用最为广泛的食源性致病菌快速检测技术主要包括以免疫学为基础的酶联免疫吸附技术和免疫磁珠分离技术;以及以分子生物学技术为基础的PCR技术和环介导等温扩增等技术。本篇综述对上述技术的检测特点和应用情况进行了深入的分析,同时,还对在食源性致病菌快速检测领域极具有发展前景的双功能抗体检测技术和变性高效液相色谱分析技术进行了详细的介绍,最后文章分析了目前食源性致病菌快检的技术瓶颈主要在于所有快检技术的建立很难绕过致病菌富集和分离的过程,这一步骤很大程度上延长了食源性致病菌快检所需的时间。研发高效、快速的致病菌富集分离技术是真正实现食源性致病菌快速检测的关键。     

食源性致病菌分子生物学检测中菌体分离富集与DNA提取技术研究进展

食源性致病菌DNA的数量及纯度严重影响后续分子生物学检测的准确性和灵敏性,因此随着分子生物学技术在食源性致病菌检测中的应用日渐广泛,细菌的分离、富集和DNA提取方法成为研究热点之一。本文综述了食源性致病菌的分离、富集和DNA提取的多种方法,以便研究开发更加快速、灵敏的分子生物学检测技术。     

免疫磁分离技术在食源性单增李斯特菌检测中应用的研究进展

食源性单增李斯特菌是李斯特菌属中的唯一能引起人类疾病的病原菌,致死率30%~70%,并严重威胁着人类健康。早期快速准确地检测出食品中可能污染的单增李斯特菌对于减少死亡率非常重要,因此亟需建立一些快速、灵敏和高特异性的检测方法。现有单增李斯特菌的检测方法对未经前增菌的食品样本检测灵敏度较低,限制了这些方法直接用于食品样本中单增李斯特菌的快速检测。免疫磁分离是一种可以短时间内高效富集样本中目的菌的技术,与常用的检测方法结合,可以缩短检测周期,提高检测灵敏度。本文综述了免疫磁分离技术在食源性单核细胞增生性李斯特检测中应用的研究进展。     

食源性致病菌PCR检测前处理方法研究进展

以PCR(聚合酶链式反应)为代表的分子检测方法被广泛应用于食源性致病菌的快速检测,然而,在复杂的食品介质中实现微量致病菌的精确与快速检测,除了PCR体系构建之外,前处理方法也是快速检测的重要制约因素。文章对食源性致病菌PCR检测的前处理方法(包括离心、膜过滤、磁性分离等)进行了系统的综述,尤其较为深入地综述了磁性分离在PCR检测食源性致病菌前处理中的应用。     

磁性纳米材料在食源性致病菌分离中应用的研究进展

食源性致病菌是影响食品安全的主要因素之一。食品中污染的致病菌数量通常较少,加上其基质复杂,常规分析方法常无法直接对致病菌进行高灵敏、高特异的检测。经过生物学修饰和功能化的磁性纳米材料,可特异性地识别食品基质中少量的致病菌,并通过磁场对靶细菌进行快速及高特异性的选择性分离,实现了食品样品中少量致病菌的特异性分离富集,达到了后续分析检测的纯度和数量。本文综述了磁性纳米材料在食源性致病菌分离富集中的研究进展。     

磁性纳米分离技术在食源性致病菌快速检测中的应用

食源性致病菌是导致食源性疾病的重要因素,对食品安全和人类健康造成了严重危害,是全球卫生保健系统面临的一个巨大挑战。受污染的食品基质复杂且早期致病菌浓度低,干扰了现有检测手段的灵敏度。通常使用传统的增菌培养能提高致病菌的浓度以满足检测需求,但其过程耗时、费力,不能满足市场监管部门快速检测的需要。为了准确检测前期污染食品中的致病菌,保障食品安全,迫切需要食源性致病菌分离富集的有效手段。近年来磁性纳米粒子被广泛研究,通过在其表面修饰能特异性结合致病菌的识别元件,能够对复杂食品基质中的致病菌进行有效的分离富集,结合现有的高灵敏度检测手段,可快速对食源性致病菌进行早期检测。本文主要综述了磁性纳米分离技术、磁性纳米粒子与识别元件的偶联方式、识别元件的种类及结合检测手段的应用情况,以期为食源性致病菌快速检测方法的开发提供参考。     

食物中典型致病菌的快速检测研究进展

近年来,由致病微生物和细菌毒素造成的食品安全事件频发,对人类健康构成了严重威胁。准确、快速发现食品中的致病菌是控制食源性疾病暴发的必要手段。虽然经典的细菌培养技术是致病菌检测的金标准,但其检测用时长,技术要求高,不能满足食品安全防控快速筛查需求。近年发展的基于电化学和光谱学的微生物快速检测技术,具有使用简便、响应快速、便于现场检测的优势,可以与实验室精准检测技术优势互补,为保障公共卫生安全提供有力工具,具有重要的研究和应用意义。本文综述了几种典型的食源性致病菌的快速检测方法。重点强调了食品基质对这些微生物和毒素检测的干扰,并列举了一些克服食物基质干扰的样品处理方法,以实现食品中毒素的富集和准确灵敏检测。最后以典型的食源性致病菌为代表,简述了快速检测技术的研究现状、技术难点和未来的发展方向。     

食源性致病菌快检技术研究进展及应用现状分析

食源性致病菌快检技术已成为近年来的研究热点。以免疫标记技术、核酸扩增技术等为基础的快检技术发展迅速,被广泛应用于食源性致病菌的快速检测。本文总结了近年来多种快检技术在食源性致病菌快速检测中的研究进展,分析了现有快检技术的优势和局限性及其在基层食品安全监测中的应用现状和限制因素,并提出了一些建议,以期为快检技术在基层的普及应用提供帮助。     

免疫磁珠-环介导等温扩增快速检测牛肉中的鼠伤寒沙门氏菌与金黄色葡萄球菌

建立免疫磁珠分离（immunomagnetic separation,IMS）联合环介导等温扩增（loop-mediated isothermal amplification,LAMP）技术检测牛肉中鼠伤寒沙门氏菌与金黄色葡萄球菌的方法。用生物素标记的鼠伤寒沙门氏菌抗体和生物素标记的金黄色葡萄球菌菌体蛋白抗体对链霉亲和素磁珠进行功能化,从牛肉中捕获和分离目标致病菌。结果表明：经优化后,每毫克磁珠与10 μL鼠伤寒沙门氏菌抗体偶联,400 μL鼠伤寒沙门氏菌免疫磁珠在45 min内对104 CFU/mL鼠伤寒沙门氏菌的捕获率为52.16%;每毫克磁珠与6 μL金黄色葡萄球菌抗体偶联,300 μL金黄色葡萄球菌免疫磁珠在30 min内对104 CFU/mL金黄色葡萄球菌的捕获率为56.80%;建立的IMS-LAMP方法特异性高,对牛肉中鼠伤寒沙门氏菌的检测灵敏度为1.2×103 CFU/mL,对金黄色葡萄球菌的检测灵敏度为4.4×104 CFU/mL;富集5 h后,鼠伤寒沙门氏菌的检测限可至1.2 CFU/mL,富集7 h后,金黄色葡萄球菌的检测限可降至4.4 CFU/mL。建立的IMS-LAMP方法用时短,灵敏度高,操作简单,可以有效检测牛肉中的鼠伤寒沙门氏菌和金黄色葡萄球菌。     

免疫磁分离法高效富集牛奶中大肠杆菌O157:H7

目的建立一种免疫磁分离(immunomagnetic separation,IMS)方法高效富集大肠杆菌O157:H7。方法合成一种核壳型的纳米磁珠(magnetic nanobeads, MNBs),并基于制备的MNBs构建了IMS。通过优化制备免疫MNBs时抗体浓度, IMS过程免疫MNBs的用量和孵育时间,构建了高效的IMS方法。结果构建的IMS方法能够在35 min内完成牛奶中大肠杆菌O157:H7的高效富集,当大肠杆菌O157:H7浓度低于10~5 CFU/m L时,捕获效率高于93.4%,当菌浓度达到10~7CFU/mL,捕获效率仍大于50%。结论该方法简单高效,可被广泛应用于其他食源性致病菌检测的样品前处理。     

Biotin exposure–based immunomagnetic separation coupled with sodium dodecyl sulfate,propidium monoazide,and multiplex real-time PCR for rapid detection of viable Salmonella Typhimurium,Staphylococcus aureus,and Listeria monocytogenes in milk

In this study, we established a rapid and sensitive method for the detection of viable Salmonella Typhimurium, Staphylococcus aureus, and Listeria monocytogenes in milk using biotin-exposure-based immunomagnetic separation (IMS) combined with sodium dodecyl sulfate (SDS), propidium monoazide (PMA), and multiplex real-time PCR (mRT-PCR). We used IMS to lessen the assay time for isolation of target bacteria. We then optimized the coupling conditions and immunomagnetic capture process. The immunoreaction and incubation times for 5 μg of mAb coupled with 500 μg of streptavidin-functionalized magnetic beads using a streptavidin-biotin system were 90 and 30 min, respectively. Treatment with SDS-PMA before mRT-PCR amplification eliminated false-positive outcomes from dead bacteria and identified viable target bacteria with good sensitivity and specificity. The limit of detection of IMS combined with the SDS-PMA-mRT-PCR assay for the detection of viable Salmonella Typhimurium, Staph. aureus, and L. monocytogenes in spiked milk matrix samples was 10 cfu/mL and remained significant even in the appearance of 10⁶ cfu/mL of nontarget bacteria. The entire detection process was able to identify viable bacteria within 9 h. The combination of biotin-exposure-mediated IMS and SDS-PMA-mRT-PCR has potential value for the rapid and sensitive detection of foodborne pathogens.     

Rapid detection of Listeria monocytogenes using fluorescence immunochromatographic assay combined with immunomagnetic separation technique

To ensure the safety and quality of food ingredients, especially meat and dairy products, a high‐throughput, rapid and sensitive method to detect Listeria monocytogenes (LM) is always on a high demand. In this work, a specific induction method to enrich and detect LM based on fluorescence immunochromatographic assay (FICA) combined with immunomagnetic separation (IMS) techniques has been developed. The immunomagnetic‐beads (IM) beads were obtained through functionalised magnetic microspheres and the conjugated reaction between the carboxyl on beads surface and amino groups of antibody. The prepared IM‐beads could be used for rapidly enriching pathogenic bacteria with fewer steps, resulting in a high specificity for four pathogenic serotypes and about a 40‐fold improvement of detection limit compared with FICA only. In addition, this method was successfully applied in LM detection in sausage, pork and milk samples with a potential for further application in rapid on‐site detection of pathogenic bacteria.     

国产沙门氏菌免疫磁珠的制备及其应用

目的优化免疫磁珠制备条件,获得捕获性能高、成本低的国产沙门氏菌免疫磁珠,为国产沙门氏菌免疫磁珠的产业化制备奠定基础。方法采用亚微米级羧基磁珠及沙门氏菌多克隆抗体,利用碳二亚胺缩合法制备2 mg级免疫磁珠。以目标菌捕获率、磁珠表面抗体偶联率为评价指标,对4种粒径(100、300、500、1000 nm)的磁珠原材料进行筛选;以目标菌捕获率、磁珠表面抗体偶联率、免疫磁珠表面FITC荧光强度为评价指标,对磁珠与抗体不同的投料比(100:1、100:1.5、100:2、100:2.5、100:3)进行优化;同时,对国产沙门氏菌免疫磁珠与进口免疫磁珠(Dynalbeads~?沙门氏菌免疫磁珠、Bac Trace~?沙门氏菌免疫磁珠)的性能进行比较分析,考察了捕获率、免疫磁珠与目标菌的结合情况、特异性捕获能力等,并在实际样品中进行了应用检测。结果以粒径为300 nm的磁珠为原材料制备的免疫磁珠对浓度为10~2 CFU/mL的目标菌的捕获率为99%、抗体偶联率为34.64%,明显高于其他粒径的免疫磁珠;当投料比为100:2(磁珠:抗体)时,制备的免疫磁珠对浓度为10~2 CFU/m L的目标菌的捕获率为100%,偶联率为52.34%,优于其他投料比;针对不同浓度的鼠伤寒沙门氏菌(10~0~10~6 CFU/mL),国产免疫磁珠的捕获率高于进口免疫磁珠(国产:83%~100%;Dynalbeads~?:57%~74%;Bac Trace~?:9%~40%);在25 mL牛奶中添加(11.9±3.7)CFU鼠伤寒沙门氏标准菌株,国产沙门氏菌免疫磁珠的检出率高于进口免疫磁珠(国产:100%;Dynalbeads~?:70%;Bac Trace~?:40%)。结论优化了制备条件后所制备的国产沙门氏菌免疫磁珠的捕获能力强、价格低、能够实现大体积实际样品中痕量目标菌的100%检出,具有广阔的应用前景,本研究为沙门氏菌免疫磁珠的国产化应用提供了科学数据。     

Methods for rapid separation and concentration of bacteria in food that bypass time-consuming cultural enrichment

The rapid detection of pathogenic organisms that cause foodborne illnesses is needed to insure food safety. Conventional methods for the detection of pathogens in foods are time-consuming and labor-intensive. New advanced rapid methods (i.e., polymerase chain reaction, DNA probes) are more sensitive and selective than conventional techniques, but many of these tests are inhibited by food components, rendering them dependent on slow cultural enrichment. The need for alternative methods that will rapidly separate and concentrate bacteria directly from food samples, thereby reducing the time required for these new rapid detection techniques, is evident. Separation and concentration methods extract target bacteria from interfering food components and/or concentrate bacteria to detectable levels. This review describes several methods used to separate and/or concentrate bacteria in food samples. Several methods discussed here, including centrifugation and immunomagnetic separation, have been successfully used, individually and in combination, to rapidly separate and/or concentrate bacteria from food samples in less time than is required for cultural enrichment.     

免疫学方法在食源性副溶血性弧菌检测中的应用研究进展

副溶血性弧菌可污染以海产品为主的各类食品,其引发的食品安全事件数量已经跃升至我国食品中毒事件数首位。相对于传统培养法及现代分子检测技术,基于抗原-抗体特异性识别反应的免疫鉴定及分型策略在检测效率、特异性、现场适用性、前处理简便性等诸多方面显现突出优势。本文在解析当前副溶血性弧菌抗体种类及制备方法的基础上,就免疫磁珠分离、酶联免疫吸附测定、免疫层析测试、免疫传感器、免疫荧光显微术等方法在食源性副溶血性弧菌检测中的应用现状进行综述,以期为该病原菌的快速检测提供借鉴和参考。