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隨著分子生物學(xué)和分子化學(xué)的飛速發(fā)展，對病原微生物的鑒定已不再局限于對它的外部形態(tài)結(jié)構(gòu)及生理特性等一般檢驗上，而是從分子生物學(xué)水平上研究生物大分子，特別是核酸結(jié)構(gòu)及其組成部分。在此基礎(chǔ)上建立的眾多檢測技術(shù)中，核酸探針（Nuclear acid probe）以其敏感、特異、簡便、快速的特點成為世人矚目的生物技術(shù)革命的新產(chǎn)物，已逐步應(yīng)用于病原微生物的檢測。
核酸探針是將已知核苷酸序列DNA pian段用同位素或其他方法標(biāo)記，加入已變性的被檢DNA中 ，在一定條件下即可與該樣品中有同源序列的DNA區(qū)段形成雜交雙鏈，從而達到鑒定樣品中DNA的目的，這種能認(rèn)識到特異性核苷酸序列有標(biāo)記的單鏈DNA分子就稱為核酸探針或基因探針。根據(jù)核酸探針中核苷酸成分的不同，可將其分為DNA探針或RNA探針，一般大多選用DNA探針；根據(jù)選用基因的不同分為兩種，一種探針能同微生物中全部DNA分子中的一部分發(fā)生反應(yīng)，它對某些菌屬、菌種、菌株有特異性，另一種探針只能限制性同微生物中某一基因組DNA發(fā)生雜交反應(yīng)，如編碼致病性的基因組，它對某種微生物中的一種菌株或僅對微生物中某一菌屬有特異性。這類探針檢測的基因相當(dāng)保守，包括大部分rRNA，因為他既可能在一種微生物中出現(xiàn)，又可代表一群微生物。如應(yīng)用rRNA探針檢測作為篩選食品污染程度的指示菌E.Coli。選擇探針的原則是只能同檢測的細菌發(fā)生雜交反應(yīng)，而不受非檢菌存在的干擾。
1 核酸探針的特點：
1.1探針的特異性
核酸探針檢測技術(shù)的zui大特點是特異性，就是說一個適當(dāng)組建的DNA探針能特異性地與所檢微生物而不與其他微生物發(fā)生反應(yīng)。對食品檢測而言，就是不與樣品中內(nèi)源性雜菌和樣品自身DNA發(fā)生非特異性反應(yīng)。以往檢測方法檢測的是基因的表達產(chǎn)物（蛋白質(zhì)或其他產(chǎn)物）。檢測這種物質(zhì)受多種因素影響。比如食品中微生物因受應(yīng)激損傷（高溫、冷凍、化學(xué)制劑等）會導(dǎo)致基因組的變化，從而引起其表達產(chǎn)物的變化。而核酸探針檢測的基因本身，它能識別基因本身的變異，不受基因表達產(chǎn)物的影響。常規(guī)免疫學(xué)方法檢測抗原、抗體，他們都是蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)由氨基酸組成，而氨基酸由核苷酸序列確定，一旦這種序列受外界影響發(fā)生變異，就會導(dǎo)致其產(chǎn)物的變化，影響抗原抗體間的反應(yīng)，使檢測特異性下降。檢測病毒主要通過組織培養(yǎng)后，檢測病毒相關(guān)的蛋白質(zhì)囊膜，即使采用超低溫保存，有時也會引起編碼蛋白質(zhì)囊膜基因的變化，而采取DNA探針檢測病毒則不用改變其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，而只需檢測是否有相應(yīng)特異性的編碼蛋白質(zhì)囊膜的病毒靶DNA序列。另外，核酸之間的識別連接比抗原抗體準(zhǔn)確，并且探針檢測比免疫學(xué)方法靈活。盡管看來形成抗原抗體復(fù)合物比核酸雜交快，但能通過加磺化葡聚糖把退火速度增加100倍，從而提高反應(yīng)速度，核酸比蛋白質(zhì)耐受高溫（100℃）、有機溶劑、螯合劑和高濃度工作液的破壞作用，所以用比提取蛋白質(zhì)強烈的多的方法制備核酸，不會影響雜交反應(yīng)。當(dāng)然RNA探針除外，因為RNA不耐受堿處理，需用其它方法制備檢測用RNA。核酸探針的特異性取決于探針的堿基序列和使用條件，如在不嚴(yán)格條件下（低溫高鹽）探針與靶DNA誤交結(jié)合力比嚴(yán)格條件下穩(wěn)定。探針長度也會影響反應(yīng)的特異性，一般加Formamide增加反應(yīng)特異性。
1.2 探針的敏感性
研制核酸探針是為了檢測出單個病毒和細菌。DNA探針敏感性取決于探針本身和標(biāo)記系統(tǒng)。32P標(biāo)記物通常可檢出10－8摩爾特異DNA pian段，相當(dāng)于0.5pg，1000個堿基對的靶系列，相當(dāng)于1000－10000個細菌。用親和素標(biāo)記探針檢測1小時培養(yǎng)物DNA含量在110pg，兩者敏感性大致相同，而血清學(xué)方法只能達到1ng的水平。延長培養(yǎng)時間，增強信號強度能提高探針的敏感性。非放射性物標(biāo)記探針在高濃度情況下，由于抑制了非特異性吸附，比放射性物標(biāo)記探針背景干擾小。在探針上加生物素化的核苷酸長尾能使檢測敏感性提高10倍。細胞中rRNA比rDNA多，檢測rRNA比rDNA敏感。通過擴增DNA含量也能提高檢測敏感性。
2 核酸探針技術(shù)在食源性病原微生物檢測上的應(yīng)用
2.1 沙門氏菌
食品中沙門氏菌污染量小，常受應(yīng)激損傷，不易恢復(fù)，現(xiàn)用檢測方法得到陰性報告zui少需四天，陽性報告還要延遲2－3天。研究檢測沙門氏菌的探針難度大，因為它擁有2000多個血清型，還不清楚它們是否存在共同特異性的致病因子。Fillal等人從染色體序列和構(gòu)建的質(zhì)粒文庫中分離到一個適用于沙門氏菌檢測的探針。它能和沙門氏菌而不和其他微生物及樣品培養(yǎng)基發(fā)生非特異性反應(yīng)。這種用同位素標(biāo)記的探針，能識別350株不同的沙門氏菌。由于該方法zui小檢出量只有1個細菌/25克樣品，所以需要增菌培養(yǎng)。AOACzui近認(rèn)可了Gene-Tark沙門氏菌比色分析法，這種探針標(biāo)記物為異硫氰酸熒光素（FITC）,再用辣根過氧化物酶標(biāo)記抗FITC的抗體結(jié)合放大探針，在多聚腺苷酸尾部和多聚胸腺嘧啶浸染棒固相薄膜上雜交，對239株沙門氏菌的特異性檢出率為100%，假陽性率為0.8%(BAM/AOAC培養(yǎng)法假陽性率為2.2%)。
2.2 大腸桿菌
大腸桿菌是食品和水源污染糞便的指示菌。Tark研制出用浸染棒檢測大腸桿菌中16srRNA的探針。樣品需要前增菌處理，以異硫氰熒光素（FITC）標(biāo)記探針，再用辣根過氧化物酶標(biāo)記抗FITC抗體檢測雜交復(fù)合物。Hsu等報道其特異性達100%，假陽性率為1.2%（目前使用的BNM/AOAC法為23.4%）。Sander等構(gòu)建了一個能檢測產(chǎn)生與志賀氏菌毒素相同毒素的大腸桿菌菌株（SLTEC）的探針。增菌后能檢測牛肉和其它食品中是否存在有SLTEC。1990年Feng.p等研制出大腸桿菌GUD（β－葡萄糖醛酸酶 ）基因的探針，GUD是AOAC認(rèn)可的MUG（4－甲基傘形酮β－葡萄糖醛酸）試驗中檢測的酶，現(xiàn)用PCR法擴增GUD基因，再用DNA探針雜交。MUG試驗既MUG在GUD作用下釋放出4－甲基7－羥香豆素，它在長波紫外光照射下產(chǎn)生藍色熒光。
2.3 李斯特桿菌
1981年確定它是一種食源性病原菌，1985年加利福尼亞發(fā)生爆發(fā)性流行，現(xiàn)用檢測方法大多采用冷增菌，費時費力。FDA于1987年研制出針對李斯特菌致病基因β－溶血素的探針，隨后GENE-TARK研制出商品化檢測李斯特菌的DNA探針，它能特異性識別細菌的16SrRNA。該探針是由人工合成的寡核苷酸，用比色法檢測樣品；需先在LEB中培養(yǎng)16－22h,然后浸染比色檢測。
2.4 弧菌 國外對DNA探針和單克隆抗體法在檢測鞭毛方面作了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DNA探針法陽性檢出率高。近年來用PCR擴增DNA pian段，再做探針檢測，能檢出新鮮龍蝦仁中的弧菌，檢測靈敏度為10個細菌/克，但要用凝膠電泳進一步鑒定。因此不太適合檢測食品。1989年Olive構(gòu)建了一個熱穩(wěn)定溶血素基因的寡核苷酸DNA探針檢測副溶血弧菌。
2.5 彎曲桿菌
檢測彎曲桿菌的探針是用非放射性物質(zhì)標(biāo)記的。標(biāo)記物為發(fā)光素，靶序列為rRNA。近年來用堿性磷酸酶標(biāo)記人工合成的寡核苷酸檢測人工污染的糞便樣品，檢測量為100000個菌落形成單位（CPU），敏感性和特異性達100%。
2.6 葡萄球菌 大多數(shù)檢測葡萄球菌的探針是針對腸毒素的，它們能同編碼腸毒素有關(guān)的基因序列雜交，這類探針能檢測腸毒素A、B、C和E。zui近，Gene Tark推出檢測金黃色葡萄球菌的探針，方法采用浸染棒比色法，探針檢測的基因序列是23SrRNA。敏感性100%，假陽性率為9.3%。
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