分子生物學技術在病原微生物檢測應用

魯健康

病原微生物檢測對于食品安全、水質安全以及臨床各種疾病等都有很大益處。近些年，病原微生物檢測受到重點關注。通過分子生物學技術的應用，提高了檢測的范圍，也提高的檢測的精確度，下面我們具體了解下分子生物學技術的病原微生物檢測中的應用。

一、分子生物學技術有哪些優勢

分子生物學技術是最基礎的技術學科，主要研究的是核糖核酸和脫氧核糖核酸，重點研究生物大分子，核酸及其蛋白質的結構，還有功能和調控等，屬于微生物領域中新的檢驗方法，通過應用該技術可以使微生物的檢驗范圍更加廣泛，精確度更高。近些年，分子生物學技術在微生物檢驗中的應用十分廣泛，效果也是非常明顯，備受很多研究機構的高度重視與認可，也在工業、食品和藥品領域中得到快速發展。現在，分子生物學已經發展成微生物檢測方法中最為重要的一種，而且該技術已經可以對DNA和RNA做出微生物檢測，在進行病原菌檢測時多會使用聚合酶鏈式反應技術，還有基因芯片技術與核算探針技術，也在微生物檢測中得到大力應用，提高了檢驗的精度，也大大縮短了檢驗的時間，加速了生物學技術的研究與發展。

二、分子生物學技術在病原微生物檢測中的具體應用

1、聚合酶鏈式反應技術（PCR）

該技術建立于1985年，自從建立以來，發展速度非常快，而且應用也是日趨多元化，而尤其衍生的一些相關技術在臨床病原菌檢測和診斷中也是得到了廣泛應用與歡迎。主要有PCR技術、等溫擴增技術與實時熒光定量PCR技術等。

實時熒光定量PCR已經廣泛用于兒童手足口病的檢測中，手足口病是兒童多發的傳染性疾病，而且傳染性極高，途徑也復雜，傳播速度很快。該技術將提取的RNA在擴增儀下進行PCR擴增，很快便檢測出感染的病原菌。實時熒光定量PCR具有快速、敏感度高、特異性高等特點，可以高效檢測出手足口病的病原，進而及時制定出合理有效的治療方案。手足口病病原早期采用實時熒光定量PCR檢測，對于手足口病的診斷，治療，實時監測以及有效防控等有著重大意義。

2、基因芯片技術

基因芯片技術屬于交叉性非常強的綜合學科，而研究的內容又非常廣泛，涉及到現代很多領域。廣泛被用于基因測序和蛋白質功能間的作用等，對于臨床微生物的診斷也有著重要作用。

基因芯片也被稱為DNA列陣或DNA芯片，是指可將基因片段作為探針，按照一定規律排列好，再與標本基因按堿基配對開始雜交，之后使用熒光檢測系統掃描芯片，配以計算機系統，對探針上的每一個熒光信號進行比較和檢測，來快速得到需要的信息。基因芯片最明顯的特點就是有高度的并行性，具有多樣化和自動化。病原微生物檢測上更具有特色，可以通過一張芯片快速檢測出多種病原菌，無需使用太多樣片，減少了試劑的使用量，還具有較高的特異性和靈敏性，可在黃金時間提供有效的診斷治療數據。

21世紀初的時候，有學者通過芯片技術和多重PCR聯合使用，檢測大腸埃希菌O157：H7和霍亂弧菌屬O139以及其亞型。結果發現該方法的特異性已經達到100%，靈敏度也達到了103CFU/ml。該方法根據其特異性能夠同時檢測出兩種腹瀉病原菌還有其亞型。2010年的時候，有學者利用DNA的微陣列技術檢測出血性大腸埃希菌腸毒素基因還有其最為多見的19種血清群基因型。使用50ng的DNA便可檢測出，靈敏度達到了108CFU/ml。通過使用普通PCR和多重PCR與DNA雜交，結果顯示，普通PCR對于DNA微陣列檢測病原菌更優于多重PGR，普通PCR可以將偏倚降到更低。雖說如此，但普通PCR的靈敏度不如多重PCR的靈敏度高，但培養大腸埃希菌的濃度也可解決靈敏度的問題。

3、生物傳感器技術

該技術是將分子生物技術和傳感技術相結合在一起。屬于生物技術發展中不可缺少的先進檢測方法和監控方法。檢查原理是將需要檢測的物質放入生物材料中，然后經過識別，發生生物學反應，然后轉變成可以定量和可處理的電信號，二次通過儀表進行放大和輸出，就可檢測出需要檢測物質的濃度。生物傳感器主要包含有光學生物傳感器、電學生物傳感器和壓電生物傳感器，而病原微生物的檢測多使用熒光和表面等離激元光學生物傳感器，它具有選擇性和高靈敏度，可以快速將污染物、病原菌以及毒素等檢測出來，進而廣泛應用與生物分析中。

近些年，納米材料廣泛應用在很多領域中，也包含熒光生物傳感器。記得在2010年，有報道無線磁電傳感裝置對于大腸埃希菌O157：H7的檢測，可通過殼聚糖修飾磁性FeO4納米顆粒進放大檢測。在一定pH值環境下，殼聚糖修飾磁性FeO4納米顆粒會與帶有負電的大腸埃希菌靜電結合。會降低共振頻率，進而檢測出大腸埃希菌的濃度。通過結果發現，像白蛋白這類小分子物質并不會對檢測造成影響。

總之，病原微生物的檢測方法越來越多，而且都有其獨特的優勢，可提高疾病的診斷，有利于治療方案的制定，這些方法在臨床上的應用范圍不斷擴大，也為更多病人帶來了福音。

（西昌市疾病預防控制中心 四川西昌 615000）