分子生物学技术在病原微生物检测应用

鲁健康

病原微生物检测对于食品安全、水质安全以及临床各种疾病等都有很大益处。近些年，病原微生物检测受到重点关注。通过分子生物学技术的应用，提高了检测的范围，也提高的检测的精确度，下面我们具体了解下分子生物学技术的病原微生物检测中的应用。

一、分子生物学技术有哪些优势

分子生物学技术是最基础的技术学科，主要研究的是核糖核酸和脱氧核糖核酸，重点研究生物大分子，核酸及其蛋白质的结构，还有功能和调控等，属于微生物领域中新的检验方法，通过应用该技术可以使微生物的检验范围更加广泛，精确度更高。近些年，分子生物学技术在微生物检验中的应用十分广泛，效果也是非常明显，备受很多研究机构的高度重视与认可，也在工业、食品和药品领域中得到快速发展。现在，分子生物学已经发展成微生物检测方法中最为重要的一种，而且该技术已经可以对DNA和RNA做出微生物检测，在进行病原菌检测时多会使用聚合酶链式反应技术，还有基因芯片技术与核算探针技术，也在微生物检测中得到大力应用，提高了检验的精度，也大大缩短了检验的时间，加速了生物学技术的研究与发展。

二、分子生物学技术在病原微生物检测中的具体应用

1、聚合酶链式反应技术（PCR）

该技术建立于1985年，自从建立以来，发展速度非常快，而且应用也是日趋多元化，而尤其衍生的一些相关技术在临床病原菌检测和诊断中也是得到了广泛应用与欢迎。主要有PCR技术、等温扩增技术与实时荧光定量PCR技術等。

实时荧光定量PCR已经广泛用于儿童手足口病的检测中，手足口病是儿童多发的传染性疾病，而且传染性极高，途径也复杂，传播速度很快。该技术将提取的RNA在扩增仪下进行PCR扩增，很快便检测出感染的病原菌。实时荧光定量PCR具有快速、敏感度高、特异性高等特点，可以高效检测出手足口病的病原，进而及时制定出合理有效的治疗方案。手足口病病原早期采用实时荧光定量PCR检测，对于手足口病的诊断，治疗，实时监测以及有效防控等有着重大意义。

2、基因芯片技术

基因芯片技术属于交叉性非常强的综合学科，而研究的内容又非常广泛，涉及到现代很多领域。广泛被用于基因测序和蛋白质功能间的作用等，对于临床微生物的诊断也有着重要作用。

基因芯片也被称为DNA列阵或DNA芯片，是指可将基因片段作为探针，按照一定规律排列好，再与标本基因按碱基配对开始杂交，之后使用荧光检测系统扫描芯片，配以计算机系统，对探针上的每一个荧光信号进行比较和检测，来快速得到需要的信息。基因芯片最明显的特点就是有高度的并行性，具有多样化和自动化。病原微生物检测上更具有特色，可以通过一张芯片快速检测出多种病原菌，无需使用太多样片，减少了试剂的使用量，还具有较高的特异性和灵敏性，可在黄金时间提供有效的诊断治疗数据。

21世纪初的时候，有学者通过芯片技术和多重PCR联合使用，检测大肠埃希菌O157：H7和霍乱弧菌属O139以及其亚型。结果发现该方法的特异性已经达到100%，灵敏度也达到了103CFU/ml。该方法根据其特异性能够同时检测出两种腹泻病原菌还有其亚型。2010年的时候，有学者利用DNA的微阵列技术检测出血性大肠埃希菌肠毒素基因还有其最为多见的19种血清群基因型。使用50ng的DNA便可检测出，灵敏度达到了108CFU/ml。通过使用普通PCR和多重PCR与DNA杂交，结果显示，普通PCR对于DNA微阵列检测病原菌更优于多重PGR，普通PCR可以将偏倚降到更低。虽说如此，但普通PCR的灵敏度不如多重PCR的灵敏度高，但培养大肠埃希菌的浓度也可解决灵敏度的问题。

3、生物传感器技术

该技术是将分子生物技术和传感技术相结合在一起。属于生物技术发展中不可缺少的先进检测方法和监控方法。检查原理是将需要检测的物质放入生物材料中，然后经过识别，发生生物学反应，然后转变成可以定量和可处理的电信号，二次通过仪表进行放大和输出，就可检测出需要检测物质的浓度。生物传感器主要包含有光学生物传感器、电学生物传感器和压电生物传感器，而病原微生物的检测多使用荧光和表面等离激元光学生物传感器，它具有选择性和高灵敏度，可以快速将污染物、病原菌以及毒素等检测出来，进而广泛应用与生物分析中。

近些年，纳米材料广泛应用在很多领域中，也包含荧光生物传感器。记得在2010年，有报道无线磁电传感装置对于大肠埃希菌O157：H7的检测，可通过壳聚糖修饰磁性FeO4纳米颗粒进放大检测。在一定pH值环境下，壳聚糖修饰磁性FeO4纳米颗粒会与带有负电的大肠埃希菌静电结合。会降低共振频率，进而检测出大肠埃希菌的浓度。通过结果发现，像白蛋白这类小分子物质并不会对检测造成影响。

总之，病原微生物的检测方法越来越多，而且都有其独特的优势，可提高疾病的诊断，有利于治疗方案的制定，这些方法在临床上的应用范围不断扩大，也为更多病人带来了福音。

（西昌市疾病预防控制中心 四川西昌 615000）