食品中單核細胞增生李斯特菌的檢測方法與操作流程及質(zhì)量控制!
小楊 / 2025-12-10 10:28:01
百歐博偉生物:食品中
單核細胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,簡稱
單增李斯特菌)的檢測方法需滿足特異性強、靈敏度高、快速高效的要求,核心目標是從復雜食品基質(zhì)中準確分離、鑒定該菌,避免假陽性/假陰性結(jié)果。以下按傳統(tǒng)標準方法、快速檢測方法、分子生物學方法、其他新型檢測技術(shù)分類,結(jié)合其原理、操作流程、適用場景及優(yōu)缺點詳細解析,同時補充關(guān)鍵質(zhì)量控制要點:
一、傳統(tǒng)標準方法(國標/國際標準首選,金標準)
傳統(tǒng)方法基于分離培養(yǎng) + 生化鑒定,是食品微生物檢測的“金標準”,符合 GB 4789.30-2022(中國國標)、ISO 11290-1:2017(國際標準),適用于官方檢測、仲裁及實驗室常規(guī)篩查。
1、核心原理
利用
單增李斯特菌的嗜冷性、耐鹽性、特定生化特性,通過“增菌→分離→純化→鑒定”四步流程,從食品基質(zhì)中選擇性富集目標菌,排除雜菌干擾,最終通過生化反應確認。
2、操作流程(以 GB 4789.30-2022 為例)
(1)樣品前處理
稱取 25g 食品樣品(固體,如肉類、蔬菜)或 25mL 液體樣品(如牛奶、飲料),加入 225mL 緩沖蛋白胨水(BPW),均質(zhì)器均質(zhì) 1-2 分鐘,制成 1:10 稀釋液。
目的:分散樣品基質(zhì),初步稀釋抑菌物質(zhì)(如食品中的鹽分、防腐劑)。
(2)增菌培養(yǎng)(關(guān)鍵步驟:富集目標菌,抑制雜菌)
一級增菌:將稀釋液置于 30℃±1℃培養(yǎng) 24h±2h(需氧培養(yǎng)),BPW 為非選擇性增菌液,可促進單增李斯特菌復蘇和初步增殖。
二級增菌:取 1mL 一級增菌液,接種至 10mL Fraser 肉湯(選擇性增菌液,含吖啶黃素等抑制劑,抑制革蘭氏陰性菌和部分革蘭氏陽性雜菌),37℃±1℃培養(yǎng) 24h±2h;若為冷凍食品,需延長至 48h。
關(guān)鍵:肉湯中含七葉苷,單增李斯特菌可水解七葉苷生成黑色產(chǎn)物,使肉湯變渾濁并呈黑色,可作為初步陽性指示。
(3)分離培養(yǎng)(選擇性分離目標菌)
取二級增菌液,分別劃線接種至牛津瓊脂(OXA) 和PALCAM 瓊脂(兩種選擇性培養(yǎng)基,國標推薦),37℃±1℃培養(yǎng) 24h-48h。
典型菌落特征:
牛津瓊脂:菌落呈黑色,周圍有黑色暈圈(水解七葉苷),菌落直徑 1-2mm,邊緣整齊。
PALCAM 瓊脂:菌落呈灰綠色,周圍有棕黑色暈圈,菌落中心可能有黑色沉淀。
(4)純化與生化鑒定
挑取 2-3 個典型菌落,接種至腦心浸液瓊脂(BHI),37℃培養(yǎng) 24h 純化,獲得純培養(yǎng)物。
生化鑒定(核心指標,需滿足以下全部陽性):
形態(tài):革蘭氏陽性小桿菌,無芽孢,22-25℃培養(yǎng)有動力(翻跟斗運動),37℃動力減弱。
生化反應:觸酶陽性、氧化酶陰性、VP 試驗陽性、甲基紅試驗陽性、精氨酸水解陽性;發(fā)酵葡萄糖、乳糖產(chǎn)酸不產(chǎn)氣,不發(fā)酵木糖、甘露醇。
溶血試驗:接種至羊血瓊脂,37℃培養(yǎng) 24h,出現(xiàn) β- 溶血環(huán)(關(guān)鍵毒力相關(guān)特征,區(qū)分于無害李斯特菌屬其他物種)。
(5)血清學鑒定(可選,進一步確認血清型)
單增李斯特菌主要血清型為 1/2a、1/2b、1/2c、4b(占食品污染的 90% 以上),通過特異性抗血清進行玻片凝集試驗,確認血清型(適用于爆發(fā)疫情溯源)。
3、適用場景與優(yōu)缺點
優(yōu)點 缺點 適用場景
特異性高(生化 + 溶血試驗雙重驗證,假陽性率低) 耗時久(全程 4-7 天) 官方監(jiān)管、仲裁檢測、實驗室常規(guī)篩查
成本低(培養(yǎng)基和試劑廉價易獲?。?nbsp; 操作繁瑣(多步增菌、分離、生化反應) 食品企業(yè)出廠檢驗、第三方檢測機構(gòu)
結(jié)果可靠(國際公認金標準) 依賴專業(yè)技術(shù)人員(生化反應判斷需經(jīng)驗) 爆發(fā)疫情溯源(結(jié)合血清學鑒定)
二、快速檢測方法(食品企業(yè)現(xiàn)場篩查、應急檢測首選)
快速方法基于免疫學、色譜或生物傳感器技術(shù),縮短檢測周期至 1-24h,適用于食品企業(yè)生產(chǎn)線快速篩查、應急疫情處置,需與傳統(tǒng)方法互補(快速方法陽性結(jié)果需傳統(tǒng)方法確認)。
1、免疫膠體金層析法
(1)原理
利用抗原 - 抗體特異性結(jié)合,將單增李斯特菌特異性抗體固定在硝酸纖維素膜檢測線,膠體金標記抗體作為探針,樣品中目標菌與探針結(jié)合后,在檢測線形成紅色條帶,實現(xiàn)可視化檢測。
(2)操作流程
樣品前處理:食品樣品均質(zhì)后,經(jīng) 80℃加熱 10 分鐘(滅活雜菌,保留單增李斯特菌抗原),取上清液作為檢測樣本。
檢測:將樣本滴加至試紙條加樣孔,室溫反應 10-15 分鐘,觀察檢測線和質(zhì)控線(質(zhì)控線顯色為有效結(jié)果)。
結(jié)果判斷:檢測線 + 質(zhì)控線均顯色為陽性;僅質(zhì)控線顯色為陰性;質(zhì)控線不顯色為無效。
(3)優(yōu)缺點與適用場景
優(yōu)點:快速(15-30 分鐘)、操作簡便(無需專業(yè)設備)、成本低、肉眼可讀。
缺點:靈敏度較低(檢測限約 10?-10? CFU/mL,需初步增菌)、易受食品基質(zhì)干擾(如高蛋白、高脂肪樣品可能導致假陽性)。
適用場景:食品企業(yè)生產(chǎn)線現(xiàn)場篩查、基層監(jiān)管快速排查、應急檢測初篩。
2、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)
(1)原理
基于抗原 - 抗體特異性結(jié)合與酶催化反應放大信號,分為直接 ELISA、間接 ELISA 或雙抗體夾心法(常用),通過酶標儀檢測吸光度值,判斷是否存在目標菌。
(2)操作流程(雙抗體夾心法)
包被:將單增李斯特菌特異性捕獲抗體包被酶標板,4℃過夜。
封閉:加入封閉液(如牛血清白蛋白),37℃孵育 1h,阻斷非特異性結(jié)合位點。
加樣:加入經(jīng)增菌培養(yǎng)的樣品液,37℃孵育 1h,目標菌與捕獲抗體結(jié)合。
加酶標抗體:加入辣根過氧化物酶(HRP)標記的檢測抗體,37℃孵育 1h。
顯色:加入底物,37℃孵育 15 分鐘,酶催化底物顯色。
終止與讀數(shù):加入終止液(硫酸),酶標儀檢測 450nm 吸光度值,吸光度≥臨界值為陽性。
(3)優(yōu)缺點與適用場景
優(yōu)點:快速(4-6 小時,含增菌)、靈敏度較高(檢測限約 10³-10? CFU/mL)、可批量檢測(96 孔板)、客觀定量。
缺點:需酶標儀(設備成本)、易受食品基質(zhì)(如色素、蛋白質(zhì))干擾、假陽性率略高于傳統(tǒng)方法。
適用場景:食品企業(yè)批量樣品篩查、實驗室快速檢測、大規(guī)模流行病學調(diào)查。
3、免疫磁珠分離法(IMS)+ 其他方法聯(lián)用
(1)原理
免疫磁珠表面偶聯(lián)
單增李斯特菌特異性抗體,可從復雜食品基質(zhì)中特異性捕獲目標菌,通過磁場分離磁珠 - 細菌復合物,實現(xiàn)目標菌的富集和純化,再結(jié)合 ELISA、PCR 或培養(yǎng)法檢測,提高靈敏度。
(2)操作流程
樣品均質(zhì)后,加入免疫磁珠,室溫孵育 30 分鐘,磁珠與目標菌結(jié)合。
磁場分離:將離心管置于磁力架上,棄上清液,用洗滌液洗滌 3 次,去除雜菌和基質(zhì)干擾。
洗脫:加入洗脫液,分離磁珠與細菌,獲得純化的目標菌懸液。
后續(xù)檢測:將洗脫液接種至培養(yǎng)基培養(yǎng),或進行 ELISA、PCR 檢測。
(3)優(yōu)缺點與適用場景
優(yōu)點:顯著提高靈敏度(檢測限可達 10² CFU/mL)、減少基質(zhì)干擾、縮短增菌時間(可省略一級增菌)。
缺點:成本較高(免疫磁珠價格昂貴)、操作步驟略繁瑣。
適用場景:低污染水平食品檢測、復雜基質(zhì)食品(如高鹽、高脂肪食品)檢測、快速方法的靈敏度提升。
三、分子生物學方法(精準度高,適用于溯源與快速確認)
分子生物學方法基于
單增李斯特菌特異性基因,通過核酸擴增或測序?qū)崿F(xiàn)快速、精準檢測,靈敏度和特異性均優(yōu)于傳統(tǒng)方法,適用于爆發(fā)疫情溯源、高靈敏度檢測需求。
1、聚合酶鏈式反應(PCR)及其衍生技術(shù)
(1)核心原理
針對單增李斯特菌特異性基因(如 hlyA 基因:編碼溶血素 O,毒力基因;inlA 基因:編碼內(nèi)化素 A,特異性基因)設計引物,通過 PCR 擴增目標基因片段,經(jīng)凝膠電泳或熒光檢測確認是否存在目標菌。
(2)常用技術(shù)類型及操作
技術(shù)類型 原理與特點 操作流程 檢測限
常規(guī) PCR(凝膠電泳法) 普通 DNA 擴增,凝膠電泳分離擴增產(chǎn)物,紫外燈下觀察條帶 1.樣品前處理:均質(zhì)后煮沸裂解或試劑盒提取 DNA;2.PCR 擴增:95℃變性、55-60℃退火、72℃延伸,30-35 個循環(huán);3.電泳:1% 瓊脂糖凝膠電泳,觀察目標條帶 10²-10³ CFU/mL(需提取 DNA)
實時熒光 PCR(qPCR) 擴增過程中加入熒光染料或特異性探針,實時監(jiān)測熒光信號,定量檢測 1.DNA 提取;2.熒光 PCR 反應:在實時熒光定量 PCR 儀中進行,設置熒光閾值;3.結(jié)果判斷:Ct 值≤臨界值為陽性,可定量分析菌量 10¹-10² CFU/mL(靈敏度更高,無需電泳)
巢式 PCR 兩輪 PCR 擴增,第一輪用外引物擴增,第二輪用內(nèi)引物擴增第一輪產(chǎn)物,提高特異性和靈敏度 同常規(guī) PCR,增加一輪內(nèi)引物擴增步驟 10?-10¹ CFU/mL(適用于極低污染樣品)
(3)優(yōu)缺點與適用場景
優(yōu)點:快速(2-4 小時,含 DNA 提?。㈧`敏度高、特異性強(基因水平鑒定,無交叉反應)、可定量(qPCR)。
缺點:需專業(yè)設備(PCR 儀/熒光定量 PCR 儀)、DNA 提取步驟復雜(易受食品基質(zhì)中抑制物)、成本較高、假陽性風險(擴增產(chǎn)物污染)。
適用場景:爆發(fā)疫情溯源(結(jié)合測序)、高靈敏度檢測(如嬰幼兒食品、即食食品)、實驗室精準確認。
2、環(huán)介導等溫擴增(LAMP)
(1)原理
針對目標基因設計 4-6 條特異性引物,在 60-65℃等溫條件下,通過 Bst DNA 聚合酶擴增 DNA,產(chǎn)生大量焦磷酸鎂沉淀(白色渾濁)或結(jié)合熒光染料,實現(xiàn)可視化檢測。
(2)優(yōu)缺點與適用場景
優(yōu)點:快速(30-60 分鐘)、無需 PCR 儀(僅需水浴鍋或等溫擴增儀)、靈敏度高(檢測限約 10¹ CFU/mL)、肉眼可讀(渾濁或熒光顯色)。
缺點:引物設計復雜、易出現(xiàn)非特異性擴增(假陽性)、難以定量。
適用場景:現(xiàn)場快速檢測、基層實驗室檢測、應急檢測(無需昂貴設備)。
3、測序技術(shù)(全基因組測序 WGS)
(1)原理
通過提取單增李斯特菌基因組 DNA,進行全基因組測序,分析特異性基因(毒力基因、耐藥基因)和單核苷酸多態(tài)性(SNP),實現(xiàn)菌株分型和溯源。
(2)適用場景
爆發(fā)疫情溯源:通過比較不同污染食品、患者分離菌株的基因組序列,確認污染源頭和傳播路徑。
菌株特性分析:鑒定毒力基因、耐藥基因,評估菌株致病性。
優(yōu)點:精準度極高(金標準級分型)、可提供全面菌株信息;缺點:成本高、耗時久(1-3 天)、需專業(yè)生物信息學分析。
四、其他新型檢測技術(shù)(前沿方向,逐步推廣)
1、生物傳感器技術(shù)
原理:將單增李斯特菌特異性抗體或核酸探針固定在傳感器表面,目標菌與探針結(jié)合后,引發(fā)傳感器信號(如電流、熒光強度)變化,實現(xiàn)快速檢測。
類型:電化學傳感器(檢測限約 10² CFU/mL,30 分鐘)、表面等離子體共振(SPR)傳感器(檢測限約 10¹ CFU/mL,1 小時)、量子點標記傳感器(靈敏度更高,可視化)。
優(yōu)點:快速、高靈敏度、可實時檢測;缺點:設備昂貴、易受基質(zhì)干擾,尚未普及。
2、拉曼光譜法
原理:
單增李斯特菌具有獨特的拉曼光譜指紋圖譜,通過拉曼光譜儀檢測樣品,與標準圖譜比對,實現(xiàn)快速鑒定。
優(yōu)點:快速(5-10 分鐘)、無需樣品預處理(或簡單預處理)、非破壞性檢測;缺點:靈敏度較低(需 10? CFU/mL 以上)、易受雜菌干擾,適用于純培養(yǎng)物鑒定。
3、微流控芯片技術(shù)
原理:將樣品處理、核酸提取、PCR 擴增、檢測等步驟集成在微芯片上,實現(xiàn)“一站式”檢測,體積小、耗材少、速度快。
優(yōu)點:快速(1 小時內(nèi)完成全流程)、高通量、自動化;缺點:技術(shù)門檻高、成本高,目前主要用于科研和高端檢測。
五、檢測方法的選擇與質(zhì)量控制要點
1、方法選擇原則
官方監(jiān)管/仲裁:優(yōu)先選擇傳統(tǒng)標準方法(GB 4789.30-2022、ISO 11290-1),確保結(jié)果權(quán)威性。
食品企業(yè)現(xiàn)場篩查:選擇免疫膠體金層析法、LAMP 法(快速、簡便)。
高靈敏度需求(如嬰幼兒食品、即食食品):選擇 qPCR、IMS+ELISA/PCR 聯(lián)用技術(shù)。
爆發(fā)疫情溯源:選擇 qPCR + 全基因組測序。
2、關(guān)鍵質(zhì)量控制要點
陽性對照:使用單增李斯特菌標準菌株作為陽性對照,確保檢測系統(tǒng)有效。
陰性對照:設置空白對照(無樣品)、陰性對照(非單增李斯特菌菌株,如大腸桿菌 ATCC 25922),排除假陽性。
樣品前處理:嚴格按照標準流程均質(zhì)、稀釋,避免基質(zhì)干擾(如高脂肪樣品需脫脂處理,高鹽樣品需稀釋)。
增菌培養(yǎng):控制溫度、時間準確,避免增菌不充分或雜菌過度生長。
設備校準:PCR 儀、酶標儀、培養(yǎng)箱等定期校準,確保檢測精度。
六、總結(jié)
食品中
單核細胞增生李斯特菌的檢測方法可分為“傳統(tǒng)標準方法(金標準,適用于權(quán)威檢測)、快速免疫方法(適用于現(xiàn)場篩查)、分子生物學方法(適用于精準檢測與溯源)、新型傳感器技術(shù)(前沿方向)”四類。實際應用中需根據(jù)檢測目的、設備條件、樣品類型選擇合適方法,且快速方法陽性結(jié)果需通過傳統(tǒng)標準方法確認,以確保檢測結(jié)果的準確性和可靠性。核心趨勢是“快速化、高靈敏度、自動化”,將逐步成為食品微生物檢測的主流方向。
北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司的
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