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全自動(dòng)菌落計(jì)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(dòng)菌落計(jì)數(shù)儀因其使用的自動(dòng)化程度高,、分析結(jié)果可核對(duì)、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(dòng)菌落計(jì)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(jià)分析儀,、藻類計(jì)數(shù)儀,、藻類輔助鑒定系統(tǒng)、浮游動(dòng)物計(jì)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(yàn)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(jì)數(shù)

在常規(guī)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),,都常常需要對(duì)樣品中的微生物進(jìn)行定量或者濃度計(jì)算,;眾多微生物定量方法中zui常用的就是對(duì)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(jì)的菌落總數(shù)統(tǒng)計(jì)定量方法,。
菌落總數(shù)統(tǒng)計(jì)定量方法因?yàn)樗臏?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(jì)數(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)展不大,。
目前,,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室仍采用傳統(tǒng)的人工肉眼結(jié)合菌落計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方法:借助放大鏡的觀察,用計(jì)數(shù)筆點(diǎn)擊每一個(gè)菌落,,計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)每一個(gè)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(shí)別和記數(shù)錯(cuò)漏:所有的計(jì)數(shù)都依靠對(duì)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(jì)數(shù)的結(jié)果也因操作人員對(duì)菌落的識(shí)別經(jīng)驗(yàn)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(jì)數(shù)和菌落計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)都依靠計(jì)數(shù)筆在被統(tǒng)計(jì)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(jì)時(shí)需擦去墨水痕跡導(dǎo)致修正不便,。
3.效率低下:肉眼計(jì)數(shù)和菌落計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)都需要人工用肉眼識(shí)別每一個(gè)菌落,,因此一旦樣品較多就會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間,影響研究或是結(jié)果報(bào)告的效率,。
 4. 原始結(jié)果無法保存:在做完統(tǒng)計(jì)后,,留下了一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字,而對(duì)記錄和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果很重要的培養(yǎng)平板表面菌落生長狀況卻因?yàn)槠桨宓南吹舳鵁o法保存。
迅數(shù)科技全自動(dòng)菌落計(jì)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(shí)別技術(shù);1秒鐘完成平板上所有菌落的智能識(shí)別,、自動(dòng)標(biāo)記和累加計(jì)數(shù),;適合細(xì)菌、霉菌,、酵母菌、放線菌菌落計(jì)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(shí)保存高清晰微生物菌落圖片,。
噬菌體計(jì)數(shù)
    噬菌體的效價(jià)是指1ml培養(yǎng)液中含侵染性的噬菌體粒子數(shù)。一般一個(gè)噬菌體形成一個(gè)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(jì)算出噬菌體的效價(jià),。
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(gè)噬菌體侵染一個(gè)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(shí)至10余小時(shí)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(gè)個(gè)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(gè)負(fù)菌落。迅數(shù)全自動(dòng)菌落分析儀可應(yīng)用于噬菌斑平板計(jì)數(shù)的自動(dòng)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(dòng)菌落分析儀的顏色識(shí)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?,F(xiàn)在使用的許多載體都帶有一個(gè)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(gè)氨基酸的編碼信息。在這個(gè)編碼區(qū)中插入了一個(gè)多克隆位點(diǎn)(MCS),,它并不破壞讀框,,但可使少數(shù)幾個(gè)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(shí)存在時(shí),,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(shí)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(shí)產(chǎn)生藍(lán)色菌落,,因而易于識(shí)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(huì)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(dòng)態(tài)監(jiān)測,,可以發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取處理措施,。
要實(shí)現(xiàn)菌落總數(shù)的動(dòng)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(jí)水的細(xì)菌總數(shù)測定是標(biāo)準(zhǔn)平皿計(jì)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(jì)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(dòng)化菌落計(jì)數(shù)設(shè)備-全自動(dòng)菌落分析儀來滿足增加細(xì)菌分析頻度的需要,。經(jīng)驗(yàn)證,,這種全自動(dòng)菌落分析儀數(shù)秒就能準(zhǔn)確計(jì)算出一個(gè)平板上幾千個(gè)微小菌落,因此可以省卻煩瑣的樣品梯度稀釋步驟和實(shí)驗(yàn)材料損耗,;因?yàn)槭菣C(jī)器自動(dòng)菌落計(jì)數(shù),,又省卻了重復(fù)枯燥容易疲勞的人工計(jì)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(jì)數(shù)-螺旋平板法
 

       螺旋接種菌落計(jì)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(jì)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(shí)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(huì)(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(jì)數(shù)是依據(jù)阿基米德螺旋原理,,使樣品以對(duì)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(jì)數(shù)柵格,自平板外周向中央對(duì)平皿上的菌落進(jìn)行計(jì)數(shù),,即可得到樣品中微生物的數(shù)量,。螺旋接種菌落計(jì)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(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用。20081月,,中國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)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(jì)數(shù)檢驗(yàn)方法-螺旋平板法”,,于200921正式實(shí)施。
迅數(shù)G6全自動(dòng)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(jì)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(yàn)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(yàn)菌的瓊脂培養(yǎng)基內(nèi)成球形立體狀擴(kuò)散,,抑制試驗(yàn)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(dòng)進(jìn)行分析,,提高檢測精度,,減少測量誤差。
迅數(shù)-自動(dòng)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(duì)數(shù)據(jù)建模統(tǒng)計(jì),,自動(dòng)得到分析結(jié)果。所有分析過程只要一秒就可以完成,。
手動(dòng)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(shí),,邊界確定的人為誤差大,;
 3. 一個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)有大量 抑菌圈時(shí),如做菌種篩選時(shí),,無法人工測量,;
 自動(dòng)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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