ATP生物發(fā)光法微生物速測技術(shù)研究獲突破

ATP生物發(fā)光法微生物速測技術(shù)研究獲突破

針對目前食品安全監(jiān)測以及檢驗檢疫部門對微生物快速檢測的需求，ATP生物發(fā)光法微生物數(shù)量快速測定技術(shù)由廣東省微生物研究所攻關(guān)完成，這一被列為廣東省重點科技攻關(guān)的項目近期通過了由廣東省科技廳組織的成果鑒定。

據(jù)介紹，微生物數(shù)量檢測是微生物分析檢測中的重要項目，傳統(tǒng)的方法需進行長時間微生物培養(yǎng)，檢測周期長，檢測條件要求較高，不能滿足食品、藥品及化妝品企業(yè)進行生產(chǎn)質(zhì)量控制以及出入境檢驗檢疫、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督和疾病控制等部門進行環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)督現(xiàn)場檢測的要求。目前，這一問題已經(jīng)成為微生物分析檢測中存在的關(guān)鍵性難題。而ATP生物發(fā)光檢測技術(shù)，利用細菌的ATP作為熒光素酶催化發(fā)光的必需底物，且與發(fā)光強度呈線性關(guān)系這一原理，對微生物數(shù)量進行快速檢測。其過程無需培養(yǎng)，操作簡便、靈敏度高，在短時間內(nèi)即可得到檢測結(jié)果，是目前檢測微生物最快的方法之一。

據(jù)科研人員介紹，該成果從篩選和優(yōu)化細胞ATP釋放劑著手，通過微生物細胞ATP的釋放機理研究，成功地解除了ATP釋放劑對發(fā)光測定體系的抑制作用，篩選和組合出微生物細胞ATP釋放劑，實現(xiàn)了微生物細胞ATP的有效提取，建立了較為成熟和完善的微生物細胞ATP提取技術(shù)；成功地采用以焦磷酸酶為主要成分的非目標細胞ATP消除劑AE、測定條件優(yōu)化、相關(guān)性分析和抗干擾及快速檢測技術(shù)ATP集成研究，摸索出合適的測定體系，確立了檢測限達102～103cells／ml的生物發(fā)光微生物數(shù)量快速測定技術(shù)，顯著提高了檢測的準確性和靈敏度；將ATP生物發(fā)光技術(shù)和抗干擾生物培養(yǎng)技術(shù)進行有機集成，發(fā)明了ATP生物發(fā)光法微生物數(shù)量抗干擾快速測定技術(shù)，細菌、酵母及霉菌可分別在12、24、36小時內(nèi)完成檢測，檢測靈敏度與常規(guī)方法比較，檢測時間縮短2／3，靈敏度提高30～100倍，適于低菌數(shù)樣品檢測；建立了樣品前處理技術(shù)和樣品對發(fā)光系統(tǒng)抑制的消除方法，將ATP生物發(fā)光快速檢測技術(shù)應(yīng)用于飲用水藻類環(huán)境微生物及食品微生物數(shù)量的快速檢測，整個檢測過程可控制在30分鐘內(nèi)，顯著提高了檢測效率；首次將ATP生物發(fā)光法應(yīng)用于消毒殺菌劑效果評估，并建立了非目標細胞ATP的消除方法，評估時間由傳統(tǒng)的7～10天縮短到1～3小時，提高了評估效率。

據(jù)了解，該成果正在開發(fā)的配套發(fā)光檢測試劑盒和發(fā)光檢測儀，為實現(xiàn)ATP生物發(fā)光微生物快速檢測技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。

專家鑒定認為，該成果總體技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，部分技術(shù)達到國際先進水平。成果不但在目前具有較大的市場前景，而且是今后這一領(lǐng)域的發(fā)展方向，建議進一步加強實際應(yīng)用中的影響因素評估與研究，以滿足市場的需求。

Amazing：《阿凡達》神樹成真，科學家創(chuàng)造出可終生發(fā)光的植物_科學發(fā)明

英雄五霸鬧春秋，頃刻興亡過手。深空小編帶你看一輪又一輪最新新聞。今天天氣不錯，正適合讀讀最新資訊放松一下。準備好瓜子板凳，我們一起去瞧一瞧。
電影《阿凡達》中展現(xiàn)了一個神奇的世界，在那里有郁郁蔥蔥發(fā)著熒光的叢林，這些發(fā)光植物創(chuàng)造了一片璀璨的奇異景象。而現(xiàn)如今，借助基因技術(shù)的進步，讓植物發(fā)出可見光已不再是一個幻想。
在本周 Nature Biotechnology發(fā)表的一項最新成果中，由合成生物學家 Karen Sarkisyan 和 Ilia Yampolsky 博士主導，共 27 位科學家參與，通過基因技術(shù)創(chuàng)造出可以持續(xù)發(fā)出可見光的植物。
研究人員表示，這項新技術(shù)具有實用價值，并可用于美學目的，最重要的是可以創(chuàng)造發(fā)光的花和其他觀賞植物。雖然用會自己發(fā)光的樹木代替路燈有點太異想天開，但這些植物從它們的生命中散發(fā)出的綠色熒光，著實令人愉悅。
Light Bio 首席執(zhí)行官 Keith Wood 博士表示：“30 年前，我參與創(chuàng)建了第一個使用來自螢火蟲基因的發(fā)光植物。而本研究創(chuàng)造的新植物可以產(chǎn)生更明亮、更穩(wěn)定的光?！盠ight Bio 是一家新成立的公司，其計劃與研究團隊合作將這項新技術(shù)商業(yè)化，應(yīng)用于觀賞植物。
研究人員使用普通相機和智能手機，記錄下了樹葉、莖、根和花朵的熒光。大家可以看一下這些美輪美奐的發(fā)光植物圖像：
發(fā)光植物夜間照片
發(fā)光植物生長過程
想要植物發(fā)光，絕非易事
其實，在地球上也有一些發(fā)光生物，水母和螢火蟲可能是大家最熟悉的熒光生物。因此，通過將發(fā)光生物中獲取的 DNA 插入植物中，就有望創(chuàng)造出可以具有發(fā)光功能的植物。
但是，想要一種天生不會發(fā)光的生物發(fā)出可見光，絕非易事， 這不是簡單地將發(fā)光基因從一個生物轉(zhuǎn)移到另一個生物上。 就像手表內(nèi)部的齒輪一樣，新添加的基因必須在宿主體內(nèi)能夠正常發(fā)揮作用才行。
而對于大多數(shù)生物來說，科學家們對于決定發(fā)光功能的基因并不完全了解。直到最近，科學家才弄清控制一些微生物熒光的完整基因。
然而，當科學家們嘗試使用這些基因創(chuàng)造發(fā)光植物時，最終卻都失敗了，原因就在于這些發(fā)光生物的基因往往無法在復(fù)雜的生物體中發(fā)揮正常作用。
“幽靈蘑菇”帶來的新發(fā)現(xiàn)
據(jù)記載，早在 1840 年，英國植物學家喬治加納德在巴西首次發(fā)現(xiàn)了熒光蘑菇，當時他看到孩子們拿著這種蘑菇在街上游嬉，最初還以為是孩子們在玩熒火蟲，而當時這一發(fā)現(xiàn)也沒有引起科學界的重視。
2009 年，舊金山州立大學的科學家丹尼斯-德斯賈爾丁和他領(lǐng)導的一個科研組在巴西發(fā)現(xiàn)了世界最大的一種生物熒光菌類 Neonothopanus gardner，研究人員聲稱，現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)了 70 多種發(fā)光蘑菇，但新發(fā)現(xiàn)的這種熒光蘑菇會發(fā)出很亮的詭異綠光，甚至可以借著它的光閱讀，這些在黑暗中發(fā)光的蘑菇原生長于巴西圣保羅附近逐漸消失的森林棲息地。
從亮橙色有毒蘑菇奧爾類臍菇，到狐火現(xiàn)象，可謂五花八門，令人驚嘆。熒光真菌為世界各地的文化提供了想象空間，德斯賈爾丁表示， 人們通常都很害怕這些東西，常稱其為“幽靈蘑菇”。
直到一年前，科學家們才發(fā)現(xiàn)這些蘑菇中維持生物熒光的基因。而在這次《自然·生物技術(shù)》發(fā)表的最新研究中，科學家發(fā)現(xiàn)， 這些蘑菇中生物熒光在新陳代謝上與植物中常見的自然過程相似 ，將蘑菇的生物熒光基因插入植物中，能在植物中發(fā)揮正常功能。
讓植物擁有直達人類心靈的魅力
為什么發(fā)光蘑菇的基因能成功在植物體內(nèi)發(fā)揮作用呢？
科學家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，雖然蘑菇不屬于植物，但 蘑菇發(fā)光主要集中在一種有機分子上，而這種有機分子也是植物制造細胞壁所必需的 ，它就是咖啡酸，可通過四種酶的代謝循環(huán)產(chǎn)生光。兩種酶將咖啡酸轉(zhuǎn)化成發(fā)光的前體，然后被第三種酶氧化產(chǎn)生光子。最后一種酶將氧化后的分子轉(zhuǎn)化成咖啡酸，從而開始新的循環(huán)。
咖啡酸循環(huán)與一些主要的植物生物合成途徑共享代謝產(chǎn)物
在植物中，咖啡酸是木質(zhì)素的組成部分，它有助于向細胞壁提供機械強度。因此，它是植物木質(zhì)纖維素生物量的一部分，是地球上最豐富的可再生資源。作為植物新陳代謝的關(guān)鍵組成部分，咖啡酸也是許多其他基本化合物的組成部分，包括顏色、香味、抗氧化劑等。盡管咖啡因酸與咖啡因的名字聽起來很相似，但它們沒有關(guān)系。
研究人員發(fā) 現(xiàn)，他們創(chuàng)造出的發(fā)光植物每分鐘可以產(chǎn)生超過 10 億個光子，比以往創(chuàng)造的任何發(fā)光植物都要亮。
而且，通過這種生物光，科學家可以觀察到植物的內(nèi)部活動。與其他常見的生物熒光如螢火蟲相比，維持蘑菇的生物熒光不需要獨特的化學試劑，這些植入了蘑菇 DNA 的植物， 可在不損害植物健康的情況下保持植物從幼苗到生長成熟的整個生命周期都能夠持續(xù)發(fā)光。
通過將光照與這種關(guān)鍵分子聯(lián)系起來， 植物發(fā)出的熒光提供了一種內(nèi)在的代謝指標，它可以揭示植物的生理狀態(tài)及其對環(huán)境的反應(yīng)。
例如，當把一個成熟的香蕉皮放在發(fā)光植物附近時，發(fā)光會急劇增加。植物最嫩的部分往往會發(fā)出最明亮的光，而花朵尤其明亮，肉眼就能看見閃爍的光波。這一方法揭示了植物內(nèi)部的活動行為，而這個活動通常隱藏在植物體內(nèi)。
在這項研究中，研究人員選取了煙草植物，因為它們基因簡單，生長迅速。但研究人員認為，蘑菇生物發(fā)光這一技術(shù)廣泛適用于其它植物。
電影《阿凡達》中會發(fā)光的植物
Planta 和 Arjun Khakhar 及其同事的研究已經(jīng)證明了將其應(yīng)用于其他植物的可行性，包括長春花、矮牽?；ê兔倒?。隨著進一步的研究，我們甚至可以發(fā)現(xiàn)更明亮的植物。不僅如此，我們還有可能發(fā)現(xiàn)新的分子可以根據(jù)人和環(huán)境改變亮度或顏色。通過這一技術(shù)，在未來我們甚至可能會對植物有一種新的認識，因為他們會像《阿凡達》中潘多拉星球上發(fā)光的神樹那樣擁有直達人類心靈的魅力。
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本文來源：深空游戲 責任編輯：佚名王者之心2點擊試玩

手持ATP熒光檢測儀的ATP方法使用和評價

ATP熒光檢測法能在十幾秒內(nèi)實現(xiàn)檢測，它大大提升了傳統(tǒng)細菌培養(yǎng)法24-48小時的工作效率，ATP方法的實現(xiàn)包括儀器、試劑和如何使用三大要素。 是影響準確性和一致性的關(guān)鍵之一，可按照<<醫(yī)院消毒衛(wèi)生標準附錄A（規(guī)范性附錄）采樣及檢查方法>>等規(guī)范要求再參照手持式ATP儀說明書采樣、檢測、計算得出結(jié)果并記錄報告。采樣：（面積類）將ATP拭子采樣棒一支在物體表面或雙手指曲面從指跟到指端來回涂擦個兩次（一只手涂擦面積約30cm2），并隨之轉(zhuǎn)動采樣拭子。（體積類）將ATP拭子采樣棒一支在待測液體充分浸濕。檢測：將拭子放入手持ATP儀，獲得被測樣本與細菌污染程度相對應(yīng)的ATP生物熒光值，得出菌落數(shù)指標（詳見下文操作步驟及定標評價）。另外天隆牌ATP儀自帶的專用軟件能自動將ATP熒光值儲存、處理和傳輸。
以上取樣、檢測全過程在1分鐘之內(nèi)快速完成，比起24-48小時的傳統(tǒng)細菌培養(yǎng)優(yōu)勢巨大。細菌數(shù)量與細菌內(nèi)所含ATP量有明確的相關(guān)性，通過檢測ATP含量可間接得出細菌數(shù)量，即ATP熒光檢測儀檢測結(jié)果顯示的發(fā)光值——相對照度單位RLU讀數(shù)與常規(guī)細菌培養(yǎng)法結(jié)果菌落數(shù)CFU具有很高的相關(guān)性，兩者沒有統(tǒng)計上的顯著差異，因此這也是ATP熒光法細菌檢測的理論基礎(chǔ)。舉例來說，某食品加工廠上班前使用ATP檢測儀對生產(chǎn)工人進行手衛(wèi)生檢測，檢測值<80RLU合格參考值時，判定洗手消毒合格；檢測值≥80RLU合格參考值時判定洗手消毒不合格，需要重新洗手直至滿足規(guī)定的合格參考值才能上崗工作，合格參考值（如80）的確定需科學合理，不同應(yīng)用場合不建議規(guī)定統(tǒng)一的參考值，須根據(jù)不同品牌ATP熒光儀、ATP試劑、被測對象潔凈度不同要求等具體情況和對一定量的檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析來確定。

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