CN103792204A - 一种基于太赫兹时域光谱技术的微生物快速检测技术 - Google Patents

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黄继红
牛朝阳
惠明
侯银臣
苏雪锋
冯军伟
游倩倩
杨铭乾
王文
刁大鹏
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Abstract

本发明涉及一种基于太赫兹时域光谱技术的微生物快速检测技术，包括以下步骤：（1）对微生物进行分离纯化，并制备不同浓度梯度的微生物悬浮液；（2）利用太赫兹时域光谱仪对不同微生物的细胞悬浮液进行扫描，将不同微生物的扫描曲线建立数据库；（3）对同一微生物的不同浓度的细胞悬浮液进行单一波长检测，并将浓度与检测值建立数学模拟关系；（4）样品按照微生物学方法制备菌悬液；（5）根据样品菌悬液经柱层析分离之后在单一频率下太赫兹时域光谱和曲线（3）中的数学模拟关系计算样品中各类微生物的数量；（6）对同一吸收峰下的微生物悬浮液进行全波长扫描并将扫描结果与（2）中的数据库进行比对，从而确定微生物的种类。

Description

一种基于太赫兹时域光谱技术的微生物快速检测技术
技术领域：
本发明属于生物技术领域，具体涉及到一种基于太赫兹时域光谱技术的微生物快速检测技术。 
背景技术：
食品安全问题关系到人类健康和国际民生，食品的种类繁多，成分复杂，各种食品中都可能存在阻碍检测准确性的抑制因素，目前各种快速检测方法还只是实践中的一个参考。常规的食品中病毒的微生物专用酶快速反应检测技术检测方法灵敏度太低，分析化学技术、载体技术、代谢学技术、免疫分析检测技术大大提高了检测的灵敏度和专一性；国内外在食源性病毒的检测方面，常规的食品中病毒的检测方法有电镜观察、细胞培养、核酸杂交、酶联免疫及聚合酶链反应，但是电镜观察、核酸杂交及酶联免疫检测方法的灵敏度相对都很低，还不能单独应用于检测；细胞培养法的操作烦琐，需时较长，一般需要一周才能观察到细胞病理反应，更重要的是许多肠道食源性病毒不能进行细胞培养，或者可以培养但不出现细胞病理效应，这给检测工作带来了很大的困难和挑战。现在发展的分子生物学方法为食品中快速、灵敏的病毒检测带来了希望，而且由于大多食源性病毒是RNA病毒，所以反转录PCR(RT-PCR)应用较多，但是病毒的洗提、浓缩和核酸提取流程复杂，存在假阳性和假阴性问题。 
如何建立快速、准确、痕量、多目标的检测方法越来越受到研究者的关注。不仅食品安全方面需要微生物的快速检测技术，生物和医学等其它领域也急需微生物的快速、准确检测技术。本技术利用太赫兹时域光谱技术根据不同微生物的太赫兹扫描曲线不同借鉴色谱分离原理对多种微生物进行分离并实现定性定量分析，克服了分子生物学方法的缺点，简化了检测程序，使微生物的检测方法向自动化、快速化、灵敏度高、特异性强、重复性好，以及简易易行；试验条件易于标准化及检测的高精度和高灵敏度。随着经济社会的不断发展，必然会对微生物的快速检测提出越来越高的要求，同时随着各学科研究的不断进步，也会出现更加简单快速的病源微生物检测方法和检测体系。 
发明内容：
本发明的目的是提供一种基于太赫兹时域光谱技术的微生物快速检测技术，该技术利用先进的太赫兹光谱分析实现了对微生物的快速定量定性分析。值得一提的是与本技术方法思 路相似的均属于本专利权利范围内。 
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 
（1）对微生物进行分离纯化，并制备不同浓度梯度的微生物悬浮液；（2）利用太赫兹时域光谱仪对不同微生物的细胞悬浮液进行扫描，将不同微生物的扫描曲线建立数据库（如图1所示）；（3）利用太赫兹时域光谱仪对同一微生物的不同浓度的细胞悬浮液进行单一波长检测，并将浓度与检测值建立数学模拟关系；（4）样品按照微生物学方法制备菌悬液；（5）样品菌悬液经柱层析分离之后经过太赫兹时域光谱仪在单一频率下连续检测，并将检测数据绘制成曲线（如图2所示），根据曲线（3）中的数学模拟关系计算样品中各类微生物的数量；（6）对同一吸收峰下的微生物悬浮液进行全波长扫描并将扫描结果与（2）中的数据库进行比对，从而确定微生物的种类。 
所述步骤（1）中，分离纯化的微生物包括所述待测样品中的微生物种类。 
所述步骤（2）中，建立数据库为微生物的太赫兹特征扫描图谱，其扫描波长为太赫兹全波长，数据库用于与待测样品微生物分离之后的扫描图谱相比对。 
所述步骤（3）中，所选单一波长与样品检测波长一致，单一波长为太赫兹全波长中的任意一个波长。 
附图说明
附图1为不同微生物特征扫描图；附图2为模拟柱分离之后检测曲线。 
具体实施方式
实施例： 
本发明要求保护的范围不局限于实施例表示的范围。 
包括以下步骤：（1）对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌三种微生物进行分离纯化，并分别制备101～1012浓度梯度下的微生物悬浮液；（2）利用太赫兹时域光谱仪对三种微生物的细胞悬浮液进行全波长扫描，并将图谱保存到数据库中；（3）利用太赫兹时域光谱仪分别对三种微生物的不同浓度的细胞悬浮液在进行单一波长检测，并分别将各微生物浓度与其检测值建立数学模拟关系；（4）样品按照微生物学方法制备菌悬液；（5）样品菌悬液经柱层析分离之后经过太赫兹时域光谱仪在5THz条件下连续检测，并将检测数据绘制成曲线，根据曲线（3）中的数学模拟关系计算样品中各类微生物的数量；（6）对同一吸收峰下的微生物悬浮液进行全波长扫描并将扫描结果与（2）中的数据库进行比对，从而确定微生物的种类。 

Claims (5)

1.一种基于太赫兹时域光谱技术的微生物快速检测技术，其特征在于，包括以下步骤：（1）数据库的建立：① 对微生物进行分离纯化，并制备不同浓度梯度的微生物悬浮液；② 利用太赫兹时域光谱仪对不同微生物的细胞悬浮液进行扫描，将不同微生物的特征扫描图谱曲线建立数据库（如图1所示）；③ 利用太赫兹时域光谱仪对同一微生物的不同浓度的细胞悬浮液进行单一波长检测，并将浓度与检测值建立数学模拟关系。（2）样品检测：①样品按照微生物学方法制备菌悬液；② 样品菌悬液经柱层析分离之后经过太赫兹时域光谱仪连续检测，并将检测数据绘制成曲线（如图2所示），根据数据库建立步骤③中的数学模拟关系计算样品的微生物数量；④对同一吸收峰下的微生物悬浮液进行波长扫描并将扫描结果与数据库建立步骤②中的数据库进行比对，从而确定微生物的种类。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：分离纯化的微生物包括所述待测样品中的微生物种类。
3.据权利要求1所述的方法，其特征在于：制备的菌悬液浓度为10~1012cfu/mL。
4.根据权利要求2 所述的方法，其特征在于：建立数据库为微生物的太赫兹特征扫描图谱，其扫描波长为太赫兹全波长，数据库用于与待测样品微生物分离之后的扫描图谱相比对。
5.根据权利要求3 所述的方法，其特征在于：所选单一波长与样品检测波长一致，单一波长为太赫兹全波长中的任意一个波长。
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