專利名稱:活菌檢測預處理裝置及活菌檢測預處理方法
技術領域:
本發(fā)明涉及檢測技術,尤其涉及一種活菌檢測預處理裝置及活菌檢測的預處理方法。
背景技術:
目前,在食品安全、環(huán)境水質檢測和疾病預防控制工作中,微生物的檢測技術主要有常規(guī)檢測技術和分子生物學檢測技術。常規(guī)檢測技術主要是細菌分離培養(yǎng)方法,該方法培養(yǎng)細菌的陽性率低、培養(yǎng)時間長(通常為2-10天),無法滿足當前對微生物檢測快速、高通量、敏感的需求;而分子生物學檢測技術,如PCR及Real time PCR技術主要是檢測樣品中微生物的DNA模板,具有快速、準確、半定量或定量檢測的優(yōu)點,但是該方法檢測的是針對整個樣品中所有微生物的DNA拷貝,包括具有生物活性的細菌DNA以及無生物學及衛(wèi)生學意義的死亡微生物釋放的DNA,這樣會造成檢測的結果與實際具有生物學活性的細菌含量的偏差,出現“假陽性”結果,影響到檢測和評估食品、環(huán)境樣品及疾病預防控制中生物性樣品的細菌含量的準確性。目前, 針對PCR及Real time PCR檢測技術無法區(qū)分待測樣品中的死細菌DNA與活細菌DNA,在微生物檢測前先對待測樣品實施前處理或預處理,對樣品中的死菌DNA進行降解,以提高檢測準確性。即,針對PCR及Real time PCR檢測前的預處理過程已經有一些報道。例如:專利公開CN102605091A,發(fā)明名稱“養(yǎng)殖場環(huán)境中病原菌活菌的EMA-PCR檢測方法”,該檢測方法利用了在待測樣品加入EMA試劑,在鹵素光源光照下進行預處理后,提取模板DNA,用模板DNA進行PCR檢測;專利公開CN102146480A,發(fā)明名稱“軍團菌的活菌檢測方法及檢測試劑盒”,該檢測方法同樣也利用了 EMA降解待檢樣品中死菌胞內DNA,再提取待檢樣品DNA,通過熒光定量PCR檢測樣品中軍團菌的活菌數??梢钥吹?,包括上述公開在內的現有技術關注的都是待測樣品的預處理過程的操作,而并沒有公開相關的預處理裝置對待測樣品進行規(guī)范準確的預處理。即,現有技術的預處理過程都是將待測樣品先在光源的照射下,通過EMA試劑對死細菌的DNA進行降解,分離后檢測活細菌的DNA。在操作中,除了選擇合適的處理劑,還需要將樣品以適當的方式和手段置于光源下,才能完成達到預期的結果,技術人員只能根據大量實驗摸索和積累的結果,通過經驗對相關技術參數和方式進行設定,難以保證檢測結果的準確性和穩(wěn)定性。另一方面,現有技術需要使用熱光源-鹵素燈,此種光源的功率大,會產生大量的熱量,也會導致待測樣品中活細菌的DNA被降解,使后續(xù)檢測值非正常降低,不能準確反映樣品的真實結果。因此,在光照降解死細菌中的DNA過程中,通常需要使用冰浴來控制其降解過程在低溫條件下進行,然而這種對低溫的控制手段并不能夠準確的控制溫度,而且會因操作人員的失誤,使冰浴長時間暴露于鹵素燈的照射下完全融化,從而使待測樣品所處環(huán)境的溫度升高,導致樣品失效,嚴重影響待測樣品的安全。因此,如何設計一種預處理裝置,可以通過調控光照和溫度等技術參數,實現預處理方法的檢測結果的規(guī)范化和準確化,一直是人們亟待解決的問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于活菌檢測的預處理裝置,可以對需要PCR及Realtime PCR檢測的樣品進行前處理,利用該預處理裝置可以實現對預處理參數的有效控制,并且操作簡單,可實現微生物檢測預規(guī)范化和準確化。本發(fā)明還提供了一種利用所述活菌檢測預處理裝置進行的預處理方法,該預處理方法操作過程簡便,且效果良好。本發(fā)明提供了一種活菌檢測預處理裝置,該預處理裝置包括:殼體;設置于該殼體內的光照系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和樣品模塊;所述光照系統(tǒng)包括光源、散熱風扇和散熱器;所述制冷系統(tǒng)包括半導體制冷器、散熱風扇和散熱器;所述樣品模塊設置于所述光源與半導體制冷器之間;其中,所述樣品模塊上設置有與樣品管相配合的樣品管 槽,且該樣品管槽能使所置入的樣品管具有朝向光源的管壁面。在本發(fā)明的預處理裝置中,所述光源的上方依次設置散熱器和散熱風扇組成光照系統(tǒng),且所述光源與所述散熱器形成緊壓貼合;所述半導體制冷器下方依次設置散熱器和散熱風扇組成制冷系統(tǒng),且所述散熱器與所述半導體制冷器形成緊壓貼合。在本發(fā)明的預處理裝置中,該預處理裝置豎直放置時,所述光照系統(tǒng)設置于該預處理裝置殼體內的上部,所述制冷系統(tǒng)設置于該預處理裝置殼體內的下部,所述樣品模塊設置的樣品管槽能使所置入的樣品管的軸向與水平方向呈10-70°角傾斜放置,其傾斜角度優(yōu)選30°,該角度可以使樣品管充分接受光源的照射,并且使待測樣品不易外溢,不污染管口。在本發(fā)明的預處理裝置中,所述樣品模塊上設置有多個樣品管槽,所述多個樣品管槽之間可以平行設置,也可以使樣品管槽呈圓盤放射狀設置。根據實際需要,可以在樣品模塊上排布一組或多組樣品管槽,且每組的放置方式可以使樣品管的封閉端朝向一致,且樣品管的軸向與水平方向呈10-70°角放置,也可以使樣品管的封閉端頂對頂相對放置,且樣品管的軸向與水平方向呈10-70°角放置,在此不作具體限定。在本發(fā)明的預處理裝置中,所述樣品模塊上設置有能監(jiān)測光源照度的照度傳感器;以及能監(jiān)測制冷系統(tǒng)的溫度傳感器,進而調節(jié)半導體制冷器的工作,從而更加有效的控制樣品I旲塊中樣品管中待檢測樣品的溫度,保證待測樣品中DNA的穩(wěn)定性。在本發(fā)明的預處理裝置中,所述樣品模塊位于制冷系統(tǒng)上,通過傳熱介質-導熱硅膠脂與所述半導體制冷器形成緊壓貼合,并且,制冷系統(tǒng)的散熱器的上表面與該半導體制冷器通過傳熱介質-導熱硅膠脂形成緊壓貼合。該傳熱介質-導熱硅膠脂可以有效的將半導體制冷器的熱量傳遞給樣品模塊,再通過樣品模塊傳遞給樣品管,同時該導熱硅膠脂也可以起到粘合劑的作用。在本發(fā)明的預處理裝置中,該預處理裝置的殼體可以為具有上開口的筒狀殼體,并具有可對該殼體密封扣合的蓋體,所述光照系統(tǒng)設置于該蓋體上;該預處理裝置的殼體也可以為側壁設有開口,并設置有可對該殼體密封的扣合機構,所述樣品模塊可經所述開口取出或置入。在本發(fā)明的預處理裝置中,所述樣品模塊通過滑軌結構設置在殼體內壁上或殼體底部的制冷系統(tǒng)的散熱風扇和散熱器之間。樣品模塊可方便地沿導軌推拉,從預處理裝置中被拉出或推進。本發(fā)明的預處理裝置中,樣品模塊與光照系統(tǒng)之間的距離可以根據需要進行設置調整,例如,光源的照度,樣品管的設置角度以及待測樣品的性質等。在本發(fā)明的具體實施方式
中,可以使所述樣品模塊與所述光源的最小垂直距離為2-lOcm。本發(fā)明的預處理裝置中,所述光源為冷光源,例如:LED燈。冷光源-LED燈相比于熱光源-齒素燈,具有良好的光學性質。本發(fā)明的預處理裝置中,所述殼體為工程塑料殼體,且殼體內壁為鏡面不銹鋼內壁。在該預處理裝置的殼體內壁設置為鏡面不銹鋼材料可以從不同角度反射光源發(fā)出的光,避免了光損失,能夠充分的照射樣品管,使其光照面積足夠大。在本發(fā)明的預處理裝置中,所述樣品模塊為鋁合金模塊。在本發(fā)明的預處理裝置中,該預處理裝置還包括控制主板,控制光照系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)的電源裝置, 以及能顯示預處理過程中的光照和/或溫度狀態(tài)的顯示裝置。本發(fā)明還提供了一種活菌檢測的預處理方法,采用所述的預處理裝置,使待測樣品中的死細菌被降解,所述預處理方法包括以下步驟:將裝有待測樣品和試劑的樣品管置于所述預處理裝置中與樣品管相配合的樣品
管槽;在光源下連續(xù)曝光照射樣品管,并控制樣品模塊溫度為2_8°C,實現降解待測樣品中死細菌的DNA ;其中,所述試劑包括EMA或PMA。在本發(fā)明中所述試劑EMA即為單疊氮溴乙啶,PMA即為疊氮溴化丙錠。在本發(fā)明的預處理方法中,根據待測樣品的種類和本身的性質,可以根據實際情況,選擇不同的溫度、光照強度以及光照時間來控制待測樣品中死細菌的DNA降解,在此不作贅述。本發(fā)明還提供了一種檢測微生物的方法,包括以下步驟:本發(fā)明所述的預處理方法對待測樣品實施預處理,使待測樣品中的死細菌被降解;取出樣品管,對該預處理后的待測樣品進行DNA分離,并實施微生物檢測。與現有技術相比,本發(fā)明具有如下有益效果:1、針對現有技術中,對待測樣品的預處理方法中的相關參數不能準確控制,從而嚴重影響待測樣品的安全性,以及預處理過程中的不規(guī)范性和不準確性的缺陷,本發(fā)明提供的活菌檢測預處理裝置,可以對需要PCR及Real time PCR檢測的樣品進行前處理,利用該預處理裝置可以實現對預處理參數的有效控制,并且操作簡單,可實現微生物檢測預規(guī)范化和準確化。2、本發(fā)明通過提供的活菌檢測預處理裝置進行的預處理方法,可以有效的提高PCR, Real time PCR結果檢測的準確性,且操作過程簡便,效果良好。
圖1是本發(fā)明實施例提供的活菌檢測預處理裝置的結構示意圖。圖2是本發(fā)明實施例提供的活菌檢測預處理裝置中樣品模塊的側剖圖。
具體實施例方式實施例1圖1是本發(fā)明實施例提供的活菌檢測預處理裝置的結構示意圖,圖2是本發(fā)明實施例提供的活菌檢測預處理裝置中樣品模塊的側剖圖。本實施例公開一種活菌檢測預處理裝置,具體結構如圖1和圖2所示,該預處理裝置包括由工程塑料制成的長方形殼體(殼體內壁為鏡面不銹鋼材料)、設置于殼體內的光照系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、招合金樣品模塊6 ;所述光照系統(tǒng)包括LED-燈3、散熱風扇I和散熱器2 ;所述制冷系統(tǒng)包括半導體制冷器5、散熱風扇10和散熱器11 ;所述鋁合金樣品模塊6設置于所述LED-燈3與半導體制冷器5之間。所述光照系統(tǒng)設置于該預處理裝置殼體內的上部,所述制冷系統(tǒng)設置于該預處理裝置殼體內的下部, 所述鋁合金樣品模塊6設置于光照系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)之間。所述鋁合金樣品模塊6上設置有與樣品管相配合的樣品管槽,樣品管槽共分為四組,每組6個,其中,四組樣品管槽中每兩組樣品管槽朝向一致放置,其中兩組與另外兩組樣品管槽其管槽頂端對應放置,且使其樣品管槽為使所置入的樣品管的軸向與水平方向呈30度角傾斜放置;所述預處理裝置的殼體上部設有上蓋,側壁設有開口,并設置有可對該殼體密封的扣合機構,所述鋁合金樣品模塊6可經側壁設有的所述開口取出或置入;所述鋁合金樣品模塊6通過滑軌結構設置在殼體內壁上,其所述鋁合金樣品模塊6可方便地沿導軌7推拉,從預處理裝置中被拉出或推進。所述控制主板、控制光照系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)的電源裝置9,以及能顯示預處理過程中的光照和/或溫度狀態(tài)的顯示裝置13均外設于該預處理裝置;所述鋁合金樣品模塊6與所述LED-燈3之間的最小垂直距離為8cm,如圖1所示,該最小垂直距離為光源LED-燈3與照度傳感器4的垂直距離。所述LED燈3的上方依次設置有散熱器2和散熱風扇I,且所述LED燈3與所述散熱器2形成緊壓貼合;所述半導體制冷器5下方依次設置散熱器11和散熱風扇10,且所述散熱器11與所述半導體制冷器5緊壓貼合。在所述鋁合金樣品模塊6上設置有能監(jiān)測光源照度的照度傳感器4,以及能監(jiān)測制冷系統(tǒng)的溫度傳感器12。在所述鋁合金樣品模塊6位于制冷系統(tǒng)的半導體制冷器5上,通過傳熱介質-導熱硅膠脂8與半導體制冷器5形成緊壓貼合,并且,制冷系統(tǒng)的散熱器11的上表面與該半導體制冷器5通過傳熱介質-導熱硅膠脂8形成緊壓貼合。采用本實施例活菌檢測預處理裝置為例,說明本發(fā)明的活菌檢測預處理裝置的使用方法:在使用活菌檢測預處理裝置時,將鋁合金樣品模塊6通過殼體側壁設有的所述開口取出,將裝有待測樣品和試劑(EMA或PMA)的樣品管置于與之配合的樣品管槽中后,再將鋁合金樣品模塊6通過設置在殼體內壁上的滑軌結構將其推進預處理裝置中,并通過在所述鋁合金樣品模塊6上設置有能監(jiān)測光源照度的照度傳感器4,以及能監(jiān)測制冷系統(tǒng)的溫度傳感器12來調控光照強度和調節(jié)制冷系統(tǒng)控制鋁合金樣品模塊6的溫度,從而實現利用所述預處理裝置對待測樣品進行預處理。實施例2本實施例提供了采用實施例1中活菌檢測預處理裝置對嗜肺軍團菌的預處理方法。1、樣品的選擇利用緩沖碳末酵母基礎培養(yǎng)基對嗜肺軍團菌(Lp 1ATCC33152)進行培養(yǎng),制備得到濃度為IXlO8的待測菌液。2、樣品的處理和DNA提取I)將5mg的EMA制備成100 μ g/mL的母液;2)在1.5mL樣品管中加入450 μ L濃度為IXlO8的待測菌液,然后向加入50 μ L的EMA母液,至樣品管中EMA的終濃度為10 μ g/mL ;3)將上述樣品管置于活菌檢測預處理裝置中與樣品管相配合的樣品管槽,控制樣品模塊的溫度為4°C,并使用LED燈曝光照射樣品管5min,實現降解待測菌液中死細菌的DNA。實施例3 本實施例提供了采用實施例2的活菌檢測預處理方法進行預處理后的待測菌液的微生物檢測。將實施例2預處理后的待測菌液,以13000rpm的轉速離心15min進行DNA分離,并利用EMA-熒光定量PCR方法對嗜肺軍團菌進行活菌檢測。對比例分別采用EMA-熒光定量PCR法對預處理后的待測菌液,平板培養(yǎng)計數法對待測菌液進行微生物檢測。1、在待測菌液中取100 μ L涂布于培養(yǎng)基上,置于36± I°C,CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)10天,并對平板上的菌落數進行計數。2、取待測菌液經過預處理之后,提取DNA進行EMA-熒光定量PCR檢測,通過標準曲線計算該待測菌液的活菌濃度。其中,該EMA-熒光定量PCR檢測的過程不再贅述,其反應體系和反應條件如下:Rt-PCR 反應體系:
權利要求
1.一種活菌檢測預處理裝置,其特征在于,該預處理裝置包括: 殼體; 設置于該殼體內的光照系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和樣品模塊; 所述光照系統(tǒng)包括光源、散熱風扇和散熱器; 所述制冷系統(tǒng)包括半導體制冷器、散熱風扇和散熱器; 所述樣品模塊設置于所述光源與半導體制冷器之間; 其中,所述樣品模塊上設置有與樣品管相配合的樣品管槽,且該樣品管槽能使所置入的樣品管具有朝向光源的管壁面。
2.根據權利要求1所述的預處理裝置,其特征在于,所述光源的上方依次設置散熱器和散熱風扇組成光照系統(tǒng),且所述光源與所述散熱器形成緊壓貼合;所述半導體制冷器下方依次設置散熱器和散熱風扇組成制冷系統(tǒng),且所述散熱器與所述半導體制冷器形成緊壓貼合。
3.根據權利要求1所述的預處理裝置,其特征在于,該預處理裝置豎直放置時,所述光照系統(tǒng)設置于該預處理裝置殼體內的上部,所述制冷系統(tǒng)設置于該預處理裝置殼體內的下部,所述樣品模塊設置的樣品管槽能使所置入的樣品管的軸向與水平方向呈10-70°角傾斜放置。
4.根據權利要求3所述的預處理裝置,其特征在于,所述樣品模塊上設置有多個樣品管槽。
5.根據權利要求1所述的預處理裝置,其特征在于,所述樣品模塊上設置有能監(jiān)測光源照度的照度傳感器,以及能監(jiān)測制冷系統(tǒng)的溫度傳感器。
6.根據權利要求1所述的預處理裝置,其特征在于,所述樣品模塊位于制冷系統(tǒng)上,通過導熱硅膠脂與所述半導體制冷器形成緊壓貼合,并且,制冷系統(tǒng)的散熱器的上表面與該半導體制冷器通過導熱硅膠脂形成緊壓貼合。
7.根據權利要求1所述的預處理裝置,其特征在于,該預處理裝置的殼體為具有上開口的筒狀殼體,并具有可對該殼體密封扣合的蓋體,所述光照系統(tǒng)設置于該蓋體上。
8.根據權利要求1所述的預處理裝置,其特征在于,該預處理裝置的殼體側壁設有開口,并設置有可對該殼體密封的扣合機構,所述樣品模塊可經所述開口取出或置入。
9.根據權利要求8所述的預處理裝置,其特征在于,所述樣品模塊通過滑軌結構設置在殼體內壁上或殼體底部的制冷系統(tǒng)的散熱風扇和散熱器之間。
10.根據權利要求1所述的預處理裝置,其特征在于,所述樣品模塊與所述光源的最小垂直距尚為2-10cm。
11.根據權利要求1或10所述的預處理裝置,其特征在于,所述光源為LED燈。
12.根據權利要求1-11任一項所述的預處理裝置,其特征在于,所述殼體為工程塑料殼體,且殼體內壁為鏡面不銹鋼內壁。
13.根據權利要求1的預處理裝置,其特征在于,所述樣品模塊為鋁合金模塊。
14.根據權利要求1所述的預處理裝置,其特征在于,該預處理裝置還包括控制主板,控制光照系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)的電源裝置,以及能顯示預處理過程中的光照和/或溫度狀態(tài)的顯示裝置。
15.一種活菌檢測的預處理方法,其特征在于,采用如權利要求1-14任一項所述的預處理裝置,使待測樣品中的死細菌被降解,所述預處理方法包括以下步驟: 將裝有待測樣品和試劑的樣品管置于所述預處理裝置中與樣品管相配合的樣品管槽; 在光源下連續(xù)曝光照射樣品管,并控制樣品模塊溫度為2-8°C,實現降解待測樣品中死細菌的DNA ; 其中,所述試劑包括EMA或PMA。
16.一種檢測微生物的方法,其特征在于,包括以下步驟: 按照權利要求15所述預處理方法對待測樣品實施預處理,使待測樣品中的死細菌被降解; 取出樣品管,對該預處理 后的待測樣品進行DNA分離,并實施微生物檢測。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種活菌檢測預處理裝置及活菌檢測預處理方法。該預處理裝置包括殼體;設置于該殼體內的光照系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和樣品模塊;所述光照系統(tǒng)包括光源、散熱風扇和散熱器;所述制冷系統(tǒng)包括半導體制冷器、散熱風扇和散熱器;所述樣品模塊設置于所述光源與半導體制冷器之間;其中,所述樣品模塊上設置有與樣品管相配合的樣品管槽,且該樣品管槽能使所置入的樣品管具有朝向光源的管壁面。本發(fā)明還提供了一種活菌檢測預處理方法和微生物檢測方法。本發(fā)明的目的在于提供了一種對PCR及Real time PCR檢測方法前的待測樣品的預處理裝置,并且通過該預處理裝置進行的預處理方法,其操作簡便,且效果良好。
文檔編號C12M1/36GK103224881SQ20131010227
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權日2013年3月27日
發(fā)明者周旭, 董海燕, 陳偉東, 謝明, 湯米·周, 劉曉晨 申請人:北京博瑞立安生物技術有限公司