[发明内容]
本发明的目的在于克服目前ATP生物发光法存在的灵敏度不足的问题,解决样品中存在的一些防腐剂或残留消毒剂的干扰问题,提供一种增加灵敏度、抗干扰的微生物快速检测方法及试剂,提高检测的灵敏度和缩短检测所需的时间。
本发明中所提供的微生物快速检测技术由两部分组成,一是用抗干扰微生物培养基对有防腐剂或消毒剂等干扰物质的样品进行液体大样法或最近似数(MPN)法增菌,使受损伤的微生物复苏或休眠状态的芽孢、孢子萌发;二是用细胞ATP释放剂Ec对样品进行处理,释放出样品中的微生物细胞ATP,然后进行发光检测。
本发明可大大缩短检测时间,细菌6小时内可完成检测,酵母12小时内完成检测,霉菌24小时内完成检测,同时大幅度提高检测灵敏度,其中生物发光液体大样法可达到10cells/100mL,生物发光最近似数(MPN)法可达到30cells/100mL,比生物发光法的检测灵敏度最少提高1000倍。
本发明的微生物数量快速检测方法的具体操作方法:
1)抗干扰细菌和真菌液体大样法及MPN法快速测定
(1)抗干扰细菌和真菌液体大样法快速测定
本方法适于含有防腐剂、消毒剂等干扰物质的样品的无菌度检测,按照样品含干扰物质的类别和检测项目的不同,分别选择抗防腐剂型、抗消毒剂型及抗臭氧型细菌或真菌液体培养基:
a.培养基的配制:参照抗干扰细菌和真菌液体培养基说明配制50mL/瓶三料液体培养基,分装到250mL三角瓶中,并准备其它配套用品,灭菌备用;
b.微生物的培养:在超净工作台中,将已混合并分散好的100mL(g)样品加入到装有冷却后的50mL/瓶三料培养基的250mL三角瓶中,摇匀混合后细菌在35-37℃下培养3~6h,真菌在30-32℃下培养10~24h;
c.微生物细胞ATP提取方法:分别取10mL培养液,于10000r/min离心5分钟,去上清液,沉淀加入1mL微生物细胞ATP释放剂Ec,作用1~5min;
d.ATP生物发光测定方法:吸取0.1mL样品ATP提取液于发光管中,加入适量解抑剂和25mmol/L Tricine缓冲液,使体积为0.9mL,再加入0.1mL荧光素酶-荧光素试剂,立刻摇匀,置于25℃生物发光检测仪中进行发光脉冲计数;
e.作标准ATP检测和培养基与样品混合不作培养的对照样液检测;
f.结果判定:当样品发光脉冲计数CPM样>对照样液CPMCK,即为样品带菌阳性。
(2)抗干扰细菌和真菌MPN法快速测定
要确定含有防腐剂、消毒剂等干扰物质的低菌数样品的微生物数量,可采用最近似数法(MPN法)对样品进行检测。按照样品含干扰物质的类别和检测项目的不同,分别选择抗防腐剂型、抗消毒剂型及抗臭氧型细菌或真菌液体培养基:
a.培养基的配制:按国标大肠菌群数量多管发酵法配制抗干扰细菌和真菌液体培养基(无需在试管中加入小倒管),并准备其它配套用品,灭菌备用;
b.微生物的培养:在超净工作台中,将已混合并分散好的样品按国标大肠菌群数量多管发酵法加入到测定系统中,摇匀混合后细菌在35-37℃下培养3~6h,真菌在30-32℃下培养10~24h;
c.微生物细胞ATP提取方法:各管培养液,于10000r/min离心5分钟,去上清液,沉淀加入1mL微生物细胞ATP释放剂Ec,作用1~5min;
d.ATP生物发光测定方法:吸取0.1mL样品ATP提取液于发光管中,加入适量解抑剂和25mmol/L Tricine缓冲液,使体积为0.9mL,再加入0.1mL荧光素酶-荧光素试剂,立刻摇匀,置于25℃生物发光检测仪中进行发光脉冲计数;
e.作标准ATP检测和培养基与样品混合不作培养的对照样液检测;
f.结果表示:当样品发光脉冲计数CPM样>对照样液CPMCK,即为样品带菌阳性,记录样品阳性管数,查MPN表,即得结果。
2)普通细菌和真菌液体大样法及MPN法快速测定
(1)普通细菌和真菌液体大样法快速测定
本方法适于不含防腐剂、消毒剂等干扰物质的样品的无菌度检测。
A.培养基的配制:参照普通细菌和真菌液体培养基说明配制50mL/瓶三料液体培养基,分装到250mL三角瓶中,并准备其它配套用品,然后灭菌;
B.微生物的培养:在100级超净工作台中,将已混合并分散好的100mL(g)样品加入到装有冷却后的50mL/瓶三料培养基的250mL三角瓶中,摇匀混合后细菌在35-37℃下培养3~6h,真菌在30-32℃下培养10~24h;
C.微生物细胞ATP提取方法:分别取10mL培养液,于10000r/min离心5分钟,去上清液,沉淀加入1mL微生物细胞ATP释放剂Ec,作用1~5min;
D.ATP生物发光测定方法:吸取0.1mL样品ATP提取液于发光管中,加入适量解抑剂和25mmol/L Tricine缓冲液,使体积为0.9mL,再加入0.1mL荧光素酶-荧光素试剂,立刻摇匀,置于25℃生物发光检测仪中进行发光脉冲计数;
同时作标准ATP检测和培养基与样品混合不作培养的对照样液检测;
E.结果判定:当样品发光脉冲计数CPM样>对照样液CPMCK,即为样品带菌阳性。
(2)最近似数法(MPN法)快速测定
要确定低菌数样品的微生物数量,可采用最近似数法(MPN法),对样品进行检测。
A.培养基的配制:按国标大肠菌群数量多管发酵法配制普通细菌和真菌液体培养基(无需在试管中加入小倒管),并准备其它配套用品,然后灭菌;
B.微生物的培养:在超净工作台中,将已混合并分散好的样品按国标大肠菌群数量多管发酵法加入到测定系统中,摇匀混合后细菌在35-37℃下培养3~6h,真菌在30-32℃下培养10~24h;
C.微生物细胞ATP提取方法:各管培养液,于10000r/min离心5分钟,去上清液,沉淀加入1mL微生物细胞ATP释放剂Ec,作用1~5min;
D.ATP生物发光测定方法:吸取0.1mL样品ATP提取液于发光管中,加入适量解抑剂和25mmol/L Tricine缓冲液,使体积为0.9mL,再加入0.1mL荧光素酶-荧光素试剂,立刻摇匀,置于25℃生物发光检测仪中进行发光脉冲计数;
同时作标准ATP检测和培养基与样品混合不作培养的对照样液检测;
E.结果表示:当样品发光脉冲计数CPM样>对照样液CPMCK,即为样品带菌阳性;记录样品阳性管数,查MPN表,即得结果。
本发明中,对样品通过抗干扰细菌、真菌液体培养基或普通细菌、真菌液体培养基进行预培养,增加生物发光检测灵敏度。
本发明所提及的用于增菌的液体培养基为具有抵抗防腐剂、消毒剂、臭氧干扰性能的细菌及真菌液体培养基、普通细菌或真菌培养用的营养肉汤培养基及霉菌培养基等八种培养基,均由广东省微生物研究所属下广东环凯微生物科技有限公司生产,在该公司均可购得,其使用浓度见下表1:
表1 各种用于增菌的液体培养基及使用浓度
使用的培养基 |
浓度(g/L) |
营养肉汤培养基 |
22-24 |
抗防腐剂型细菌液体大样检测培养基 |
22-28 |
抗消毒剂型细菌液体大样检测培养基 |
20-24 |
抗臭氧型细菌液体大样检测培养基 |
19-23 |
霉菌液体培养基 |
14-18 |
抗防腐剂型真菌液体大样检测培养基 |
21-25 |
抗消毒剂型真菌液体大样检测培养基 |
17-21 |
抗臭氧型真菌液体大样检测培养基 |
16-20 |
抗防腐剂型、抗消毒剂型及抗臭氧型液体大样检测培养基可分别消除防腐剂山梨酸及山梨酸钾、苯甲酸及苯甲酸钠,消毒剂二氧化氯、过氧乙酸、次氯酸钠及过氧化氢和臭氧及余氯的干扰(表2),在检测含有干扰物质的样品时,与普通液体培养基相比,可大大提高检测的灵敏度。
表2 抗干扰微生物液体培养基可以消除的干扰物质及其浓度
培养基名称 | 可以消除的干扰物质 |
可以消除的干扰物质的浓度 |
抗防腐剂型液体大样检测培养基 |
苯甲酸、苯甲酸钠山梨酸、山梨酸钾 | 2.0g/L(kg) |
抗消毒剂型液体大样检测培养基 |
二氧化氯过氧乙酸次氯酸钠过氧化氢 |
150mg/L400mg/L700mg/L180mg/L |
抗臭氧剂型液体大样检测培养基 |
臭氧余氯 | 10.0mg/L |
本发明所提及的微生物细胞ATP释放剂Ec含有:
1~30g/L TritonX-100
0.1~5.0g/L十六烷三甲基溴化铵(CTAB)
0.1~3.0g/L二甲亚砜(DMSO)
0.01~0.1g/L乙二胺四乙酸(EDTA)
0.01~0.1g/L硫酸镁(MgSO4)
制作过程为:每升无菌超纯水中加入1~30g TritonX-100、0.1~5.0g CTAB、0.1~3.0g DMSO、0.01~0.1g EDTA、0.01~0.1g MgSO4,加热使其溶解,振匀即成,所有试剂采用分析纯,可在室温条件下1~5min内完成微生物细胞ATP的提取,简便、快速。
本发明所提及的样品处理解抑剂为内含葡萄糖单元分别为6、7、8的环糊精等环状化合物,具体制作过程为:取0.1~15.0g分析纯环糊精溶解于pH 7.8 Tricine缓冲液(内含50mmol/L Tricine、10mmol/L MgSO4、1mmol/L EDTA、1mmol/L DTT)中,使终体积为1000mL,0.22μm滤膜过滤除菌后分装至5个灭菌的小瓶,于4℃冰箱储存备用。该解抑剂可以排除阳离子、阴离子和两性离子表面活性剂等物质对分析的干扰。
[具体实施方式]
实施例1:瓶装饮用天然矿泉水中细菌液体大样快速测定
因瓶装饮用天然矿泉水通常用臭氧进行消毒处理,因此选用抗臭氧型细菌液体大样检测培养基:
a.培养基的配制:参照抗臭氧型细菌液体大样检测培养基说明配制50mL/瓶三料液体培养基,分装到250mL三角瓶中,并准备其它配套用品,然后灭菌;
b.微生物的培养:在100级超净工作台中,将100mL待检样品加入到装有冷却后的50mL/瓶三料培养基的250mL三角瓶中,摇匀混合后在35-37℃下培养6h;
c.微生物细胞ATP提取方法:取10mL培养液,于10000r/min离心5分钟,去上清液,沉淀加入1mL微生物细胞ATP释放剂Ec,作用1~5min;
d.ATP生物发光测定方法:吸取0.1mL样品ATP提取液于发光管中,加入适量解抑剂和25mmol/L Tricine缓冲液,使体积为0.9mL,再加入0.1mL荧光素酶-荧光素试剂,立刻摇匀,置于25℃生物发光检测仪中进行发光脉冲计数;
e.作标准ATP检测和培养基与样品混合不作培养的对照样液检测;
f.发光脉冲计数结果:样品发光脉冲计数CPM样=13450
对照样液CPMCK=1103
结果判定:样品发光脉冲计数CPM样>对照样液CPMCK,即为样品带菌阳性。
实例2:果汁饮料的酵母菌和霉菌的MPN法快速测定
果汁饮料通常添加有防腐剂以延长保质期,但刚生产出来的产品其含菌量是很低的,因此要确定含有防腐剂的低菌数样品的微生物数量,可采用最近似数法(MPN法),对样品进行检测:
a.培养基的配制:按国标大肠菌群数量多管发酵法(9管法)配制抗防腐剂型真菌液体大样检测培养基(无需在试管中加入小倒管),每管10mL,并准备其它配套用品,然后灭菌;
b.微生物的培养:在100级超净工作台中,将已混合并分散好的样品按国标大肠菌群数量多管发酵法加入到测定系统中,摇匀混合后在30-32℃下培养12h;
c.微生物细胞ATP提取方法:各管培养液,于10000r/min离心5分钟,去上清液,沉淀加入1mL微生物细胞ATP释放剂Ec,作用1~5min;
d.ATP生物发光测定方法:吸取0.1mL样品ATP提取液于发光管中,加入适量解抑剂和25mmol/L Tricine缓冲液,使体积为0.9mL,再加入0.1mL荧光素酶-荧光素试剂,立刻摇匀,置于25℃生物发光检测仪中进行发光脉冲计数;
e.作标准ATP检测和培养基与样品混合不作培养的对照样液检测;
f.结果表示:样品发光脉冲计数CPM样>对照样液CPMCK,即为样品带菌阳性;记录样品阳性管数,查MPN表,即得结果,样品含菌量为460MPN/100mL。
表3发光检测结果
样品量 |
发光脉冲计数(CPM) |
阳性管数 |
MPN/100mL |
10mL |
33180 | | |
10mL |
43129 |
3 | |
10mL |
29037 | | |
1mL |
8159 | | |
1mL |
9804 |
3 |
460 |
1mL |
9311 | | |
0.1mL |
7576 | | |
0.1mL |
1004 |
1 | |
0.1mL |
998 | | |
对照样液 |
1011 | | |