芽孢杆菌(Bacillus spp.)是一类革兰氏阳性、产芽孢、需氧或兼性厌氧的杆状细菌,广泛存在于土壤、水体、空气及食品中。其中既包括有益菌(如
B. subtilis 益生菌、B. thuringiensis 生物农药),也包含重要病原体(如 B. anthracis 炭疽杆菌、B. cereus
蜡样芽孢杆菌引起食物中毒)。因此,准确、快速、特异性地检测芽孢杆菌在食品安全、临床诊断、生物防御和工业质控中至关重要。
主要检测方法与流程
检测遵循“从传统到现代,从通用到特异”的逻辑。
第一阶段:分离与培养(基础且必需)
1. 样本前处理
食品、环境样品等需进行均质、稀释。
选择性富集/热处理:根据目标选择。
检测芽孢:取部分稀释液水浴加热(如80°C, 10-30分钟),冷却后涂布。
增菌致病菌:使用选择性肉汤(如甘露醇-卵黄多粘菌素MYP肉汤)。
2. 平板分离与培养
通用培养基:营养琼脂(NA)、胰蛋白胨大豆琼脂(TSA)。观察菌落形态(干燥、褶皱、不透明、边缘不规则)。
选择性/鉴别培养基(至关重要):
MYP琼脂:用于蜡样芽孢杆菌群。典型菌落为粉红色(发酵甘露醇),周围有乳白色沉淀环(卵磷脂酶阳性)。
PEMBA琼脂:效果更佳,蜡样芽孢杆菌菌落呈孔雀蓝色,有卵黄沉淀环。
炭疽杆菌专用培养基:如PLET(多粘菌素-溶菌酶-EDTA-醋酸亚铊)琼脂,用于抑制杂菌。
3. 初步鉴定试验
显微镜检查:革兰氏染色(阳性大杆菌)、芽孢染色(观察芽孢位置和形状:中央、次末端、球形、椭圆形)。这是关键第一步。
生化试验:
动力试验:多数有鞭毛(炭疽杆菌无动力)。
溶血性:在血平板上观察(蜡样芽孢杆菌呈β溶血)。
酪蛋白水解、淀粉水解、V-P试验等。
第二阶段:确认与分型鉴定
1. 分子生物学鉴定(当前主流)
16S rRNA基因测序:属及近缘种水平鉴定的“金标准”。
特异性基因PCR:
蜡样芽孢杆菌群:靶向ces(呕吐毒素)、entFM、cytK等毒力基因,或panC基因分型。
炭疽杆菌:靶向pagA(保护性抗原基因)、capB(荚膜基因)等质粒基因,是确诊依据。
多位点序列分型(MLST):用于菌株分型和溯源。
全基因组测序:z高分辨力,用于爆发调查和精准鉴定。
2. 免疫学方法
酶联免疫吸附试验(ELISA):直接检测食品或培养物中的细菌毒素(如蜡样芽孢杆菌腹泻毒素)。
侧向流动层析试纸条:快速筛查,常用于现场初步检测(如炭疽杆菌)。
3. 表型组学技术
MALDI-TOF质谱:革命性快速鉴定技术。将纯培养菌落直接上机,数分钟内获得种水平的鉴定结果,已广泛用于临床和工业实验室。
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