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全自動菌落計數(shù)儀應(yīng)用領(lǐng)域介紹

來源:杭州迅數(shù)科技有限公司   2013年01月25日 14:04  

     在現(xiàn)今的高薪科學(xué)技術(shù)下,全自動菌落計數(shù)儀因其使用的自動化程度高、分析結(jié)果可核對、樣品信息可留存等,已逐漸被越來越多的科研院所、衛(wèi)生疾控部分所喜愛。迅數(shù)科技有限公司是專業(yè)從事微生物分析測試技術(shù)研究與儀器裝備生產(chǎn)的高科技公司。目前主要生產(chǎn)自動菌落計數(shù)儀、螺旋接種微生物菌落分析儀、抑菌圈測量儀、β_內(nèi)酰胺測定儀、抗生素效價分析儀、藻類計數(shù)儀、藻類輔助鑒定系統(tǒng)、浮游動物計數(shù)儀、生物顯微分析系統(tǒng)等產(chǎn)品。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、檢驗檢疫、質(zhì)量監(jiān)督、環(huán)境監(jiān)測、疾控中心、藥品與生物制品檢定、食品藥品日化生產(chǎn)、以及鋼鐵石化化工電力等領(lǐng)域。

簡單介紹幾類應(yīng)用領(lǐng)域:

菌落計數(shù)

在常規(guī)的微生物學(xué)實驗中,不管是食品 衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢測,還是藥品微生物限度檢查,還是研究活性物質(zhì)的抑菌性能實驗,都常常需要對樣品中的微生物進(jìn)行定量或者濃度計算;眾多微生物定量方法中zui常用的就是對培養(yǎng)后的皮氏培養(yǎng)皿上所生長菌落進(jìn)行總數(shù)統(tǒng)計的菌落總數(shù)統(tǒng)計定量方法。
菌落總數(shù)統(tǒng)計定量方法因為它的準(zhǔn)確性、靈敏性、簡便經(jīng)濟(jì)和可產(chǎn)生純培養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)而自19世紀(jì)末KochPetri先后發(fā)明固體培養(yǎng)基和雙層培養(yǎng)皿后沿用至今。100多年以來,這種方法在新型培養(yǎng)基配方方面產(chǎn)生了很多改進(jìn)和發(fā)明,然而在zui耗費(fèi)人力和影響準(zhǔn)確性的菌落計數(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)展不大。
目前,大多數(shù)實驗室仍采用傳統(tǒng)的人工肉眼結(jié)合菌落計數(shù)器的計數(shù)方法:借助放大鏡的觀察,用計數(shù)筆點(diǎn)擊每一個菌落,計數(shù)器計數(shù)每一個點(diǎn)擊產(chǎn)生的壓力電子脈沖得出總數(shù)。這樣雖然成本低廉,但有以下幾大缺點(diǎn):
 1.識別和記數(shù)錯漏:所有的計數(shù)都依靠對壓力脈沖產(chǎn)生次數(shù)的記錄,不同人員的操作產(chǎn)生的壓力不同就難免產(chǎn)生漏記,而且計數(shù)的結(jié)果也因操作人員對菌落的識別經(jīng)驗不同而產(chǎn)生差異,系統(tǒng)偏差較大。
2. 標(biāo)記和修正不便:肉眼計數(shù)和菌落計數(shù)器計數(shù)都依靠計數(shù)筆在被統(tǒng)計的菌落上留下墨水筆跡來進(jìn)行標(biāo)記,因此在存在密集菌落的情況下就標(biāo)記不便,而且發(fā)現(xiàn)誤統(tǒng)計時需擦去墨水痕跡導(dǎo)致修正不便。
3.效率低下:肉眼計數(shù)和菌落計數(shù)器計數(shù)都需要人工用肉眼識別每一個菌落,因此一旦樣品較多就會耗費(fèi)大量的時間,影響研究或是結(jié)果報告的效率。
 4. 原始結(jié)果無法保存:在做完統(tǒng)計后,留下了一個統(tǒng)計數(shù)字,而對記錄和驗證實驗結(jié)果很重要的培養(yǎng)平板表面菌落生長狀況卻因為平板的洗掉而無法保存。
迅數(shù)科技全自動菌落計數(shù)儀利用高保真光學(xué)鏡頭和高分辨率CCD數(shù)字成像技術(shù)以及迅數(shù)Colonfast菌落圖像智能識別技術(shù);1秒鐘完成平板上所有菌落的智能識別、自動標(biāo)記和累加計數(shù);適合細(xì)菌、霉菌、酵母菌、放線菌菌落計數(shù)和菌落形態(tài)分析;支持各種類型的平板,如傾注平板、涂布平板、膜濾平板、3M紙片等,同時保存高清晰微生物菌落圖片。
噬菌體計數(shù)
    噬菌體的效價是指1ml培養(yǎng)液中含侵染性的噬菌體粒子數(shù)。一般一個噬菌體形成一個噬菌斑,故可根據(jù)一定體積的噬菌體培養(yǎng)液所出現(xiàn)的噬菌斑形成單位(plaque-forming unit PFU),計算出噬菌體的效價。
噬菌斑(Plaque):將少量噬菌體與大量宿主細(xì)胞混合后,將此混合液與45左右的瓊脂培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿中充分混勻,鋪平后培養(yǎng)。當(dāng)一個噬菌體侵染一個敏感細(xì)胞后,不久即釋放出一群子代噬菌體,它們通過瓊脂層的擴(kuò)散又侵染周圍的宿主細(xì)胞,并又引起它們裂解,如此經(jīng)過多次重復(fù)經(jīng)數(shù)小時至10余小時后,在平板表面布滿宿主細(xì)胞的菌苔上,肉眼就可看到的一個個透亮不長菌的小圓斑,這就是噬菌斑。
    由此可見,噬菌斑的形成與細(xì)菌菌落的形成有點(diǎn)相似,所不同的只是噬菌斑甚像一個負(fù)菌落。迅數(shù)全自動菌落分析儀可應(yīng)用于噬菌斑平板計數(shù)的自動化。
重組克隆篩選
重組克隆篩選又稱為藍(lán)白斑篩選,是在指示培養(yǎng)基上用顏色直接篩選重組克隆的方法。迅數(shù)-全自動菌落分析儀的顏色識別功能模塊可以出色的區(qū)分出培養(yǎng)基圖象上的藍(lán)色/白色菌落,在一秒內(nèi)獲取培養(yǎng)基上藍(lán)色或者白色菌落數(shù)極其與菌落總數(shù)的比值。
    
藍(lán)白斑篩選是根據(jù)載體的遺傳特征篩選重組子,如α-互補(bǔ)、抗生素基因等。現(xiàn)在使用的許多載體都帶有一個大腸桿菌的DNA的短區(qū)段,其中有β-半乳糖苷酶基因(lacZ)的調(diào)控序列和前146個氨基酸的編碼信息。在這個編碼區(qū)中插入了一個多克隆位點(diǎn)(MCS),它并不破壞讀框,但可使少數(shù)幾個氨基酸插入到β-半乳糖苷酶的氨基端而不影響功能,這種載體適用于可編碼β-半乳糖苷酶C端部分序列的宿主細(xì)胞。因此,宿主和質(zhì)粒編碼的片段雖都沒有酶活性,但它們同時存在時,可形成具有酶學(xué)活性的蛋白質(zhì)。這樣,lacZ基因在缺少近操縱基因區(qū)段的宿主細(xì)胞與帶有完整近操縱基因區(qū)段的質(zhì)粒之間實現(xiàn)了互補(bǔ),稱為α-互補(bǔ)。由α-互補(bǔ)而產(chǎn)生的LacZ+細(xì)菌在誘導(dǎo)劑IPTG的作用下,在生色底物X-Gal存在時產(chǎn)生藍(lán)色菌落,因而易于識別。然而,當(dāng)外源DNA插入到質(zhì)粒的多克隆位點(diǎn)后,幾乎不可避免地導(dǎo)致無α-互補(bǔ)能力的氨基端片段,使得帶有重組質(zhì)粒的細(xì)菌形成白色菌落。這種重組子的篩選,又稱為藍(lán)白斑篩選。如用藍(lán)白斑篩選則經(jīng)連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的鈣化菌平板37溫箱倒置培養(yǎng)12-16hr后,有重組質(zhì)粒的細(xì)菌形成白色菌落。

工業(yè)循環(huán)水的微生物監(jiān)測
       工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中由于溫度適宜、pH值適中、營養(yǎng)源豐富,極易繁衍滋生細(xì)菌、真菌和藻類等微生物,微生物分泌產(chǎn)生的粘液與水中各種懸浮雜質(zhì),粘合在一起而形成的粘泥,是循環(huán)冷卻水處理中三大危害(結(jié)垢、菌藻滋生和腐蝕)之一。因系統(tǒng)中生物粘泥會導(dǎo)致水質(zhì)惡化、管道堵塞、設(shè)備腐蝕和系統(tǒng)傳熱效率下降,工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)要定期進(jìn)行藥劑投放殺菌滅藻及生物粘泥剝離處理。而工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)的微生物菌落總數(shù)的動態(tài)監(jiān)測,可以發(fā)現(xiàn)問題及時采取處理措施。
要實現(xiàn)菌落總數(shù)的動態(tài)監(jiān)測,增加分析頻度是關(guān)鍵。目前國家標(biāo)準(zhǔn)中工業(yè)循環(huán)冷卻水和電子級水的細(xì)菌總數(shù)測定是標(biāo)準(zhǔn)平皿計數(shù)法(Standard Plate Counting,SPC),這種標(biāo)準(zhǔn)方法雖然準(zhǔn)確但需經(jīng)過水樣采集,梯度稀釋,培養(yǎng)和人工計數(shù)等步驟,操作繁瑣,人力物力消耗大。近年來環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)如寶鋼環(huán)境監(jiān)測站,中石油蘭州石化環(huán)境檢測中心等單位紛紛引入自動化菌落計數(shù)設(shè)備-全自動菌落分析儀來滿足增加細(xì)菌分析頻度的需要。經(jīng)驗證,這種全自動菌落分析儀數(shù)秒就能準(zhǔn)確計算出一個平板上幾千個微小菌落,因此可以省卻煩瑣的樣品梯度稀釋步驟和實驗材料損耗;因為是機(jī)器自動菌落計數(shù),又省卻了重復(fù)枯燥容易疲勞的人工計數(shù)步驟,使工作人員完成每天的微生物檢測工作。

細(xì)菌計數(shù)-螺旋平板法
 

       螺旋接種菌落計數(shù)方法是一種新的食品,化妝品以及研究用樣品中微生物的快速定量方法。這種螺旋接種菌落計數(shù)方法創(chuàng)建于1976年,由Donnelly, C.B., J.E. Gilchrist等人zui先提出,經(jīng)過20多年的實際應(yīng)用,國外微生物學(xué)界已經(jīng)普遍認(rèn)可,并列為分析化學(xué)家協(xié)會(AOAC)的*方法,已被美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)收錄為國家標(biāo)準(zhǔn)。

螺旋接種菌落計數(shù)是依據(jù)阿基米德螺旋原理,使樣品以對數(shù)規(guī)律螺旋線形式接種在平板上。樣品接種后,菌落即分布在螺旋軌跡上,隨半徑的增加分布得越來越稀。采用特殊的計數(shù)柵格,自平板外周向中央對平皿上的菌落進(jìn)行計數(shù),即可得到樣品中微生物的數(shù)量。螺旋接種菌落計數(shù)方法加樣量,菌落分布均勻,且可以很大程度上減少或免除樣本稀釋過程,因此在國外食品藥品的菌落計數(shù)實驗中得到廣泛應(yīng)用。20081月,中國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局也通過審定了中國的SN行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-“食品和化妝品中的菌落計數(shù)檢驗方法-螺旋平板法”,于200921正式實施。
迅數(shù)G6全自動菌落分析儀包含“螺旋接種平板分析模塊(Shineso spiral plate counter)”,符合國家質(zhì)檢總局SN標(biāo)準(zhǔn)和美國FDA螺旋計數(shù)標(biāo)準(zhǔn),并可兼容分析螺旋接種儀西班牙IUL,美國SBI)接種的螺旋平板,其兼容性已在中國微生物研究和檢測機(jī)構(gòu)得到驗證。

抑菌圈測量 

抑菌圈測量是微生物分析的經(jīng)典方法。它是利用抑菌物質(zhì)在涂布特定試驗菌的瓊脂培養(yǎng)基內(nèi)成球形立體狀擴(kuò)散,抑制試驗菌的繁殖,在抑菌物質(zhì)的周圍形成透明圈,即抑菌圈。 常規(guī)都是用游標(biāo)卡尺手工測量抑菌圈的直徑,如今可以用儀器自動進(jìn)行分析,提高檢測精度,減少測量誤差。
迅數(shù)-自動抑菌圈測量系統(tǒng)是通過CCD 采集數(shù)字圖像后,進(jìn)行自適應(yīng)差分濾波預(yù)處理,采用改進(jìn)的四叉樹交叉熵分割算法進(jìn)行準(zhǔn)確快速的分析,檢測出抑菌圈直徑數(shù)據(jù),zui后對數(shù)據(jù)建模統(tǒng)計,自動得到分析結(jié)果。所有分析過程只要一秒就可以完成。
手動測量存在的問題有: 
 1. 重現(xiàn)性差,準(zhǔn)確性不夠:同一培養(yǎng)皿,不同的人測量結(jié)果有差異; 
 2. 當(dāng)抑菌圈呈卵原形、邊緣模糊 或出現(xiàn)雙層圈 時,邊界確定的人為誤差大;
 3. 一個培養(yǎng)皿內(nèi)有大量 抑菌圈時,如做菌種篩選時,無法人工測量;
 自動抑菌圈測量的好處在于:快速、精度高、重現(xiàn)性好、操作簡單。

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