根據世界衛生組織統計,全球每年因食源性疾病導致約6億人患病、42萬(wàn)人死亡。傳統檢測方法依賴(lài)微生物培養和生化反應,檢測周期長(cháng)、操作繁瑣,難以應對現代食品供應鏈的快速流轉需求。更嚴峻的是,隨著(zhù)食品加工工藝復雜化和國際貿易頻繁,食源性致病菌呈現出種類(lèi)多樣化、耐藥性增強的趨勢,傳統方法的漏檢率和誤判率居高不下?;诤怂釘U增的熒光PCR技術(shù),為食源性致病菌的檢測提供了有效分子工具。
熒光PCR的“火眼金睛”
熒光PCR技術(shù)的技術(shù)的核心是模擬DNA的天然復制過(guò)程,通過(guò)高溫變性、低溫退火、適溫延伸三個(gè)步驟,在數小時(shí)內將目標DNA片段擴增數百萬(wàn)倍。即使樣本中僅含有幾個(gè)致病菌的DNA分子,也能被精準捕捉。
以TaqMan探針技術(shù)為例,這種熒光標記的探針會(huì )像“分子信標”一樣特異性結合目標DNA。當DNA聚合酶在擴增過(guò)程中切斷探針時(shí),原本被淬滅的熒光信號就會(huì )釋放出來(lái)。通過(guò)實(shí)時(shí)監測熒光強度變化,不僅能定性判斷是否存在致病菌,還能定量分析其濃度。這種“擴增-檢測-分析”一體化的設計,讓檢測流程從“馬拉松”變成了“百米沖刺”。
應用實(shí)踐
熒光PCR技術(shù)的應用正在重塑食品產(chǎn)業(yè)鏈的安全防線(xiàn)。
1、乳制品檢測:加利福尼亞的乳制品企業(yè),使用該技術(shù)可在24 h內檢測出單核細胞增生李斯特菌,靈敏度達95.2%,為冷鏈運輸中的風(fēng)險管控提供了關(guān)鍵支撐。
2、肉類(lèi)安全:非洲豬瘟疫情防控中,實(shí)時(shí)熒光PCR儀成為養殖場(chǎng)的“標配”。通過(guò)檢測血液或組織樣本中的病毒DNA,最快2 h就能確診,比傳統ELISA方法快3倍,且檢測下限低至10拷貝/反應。
3、加工食品監管:針對2025年315曝光的餐飲后廚衛生問(wèn)題,監管部門(mén)采用便攜式熒光PCR設備對砧板、刀具等接觸面進(jìn)行快速檢測。某連鎖餐廳的抽檢結果顯示,使用該技術(shù)后,大腸菌群超標檢出率從傳統方法的28%提升至41%,有效倒逼企業(yè)改善衛生條件。
標準革新:廣東先行的產(chǎn)業(yè)范式
2025年2月,廣東省食品流通協(xié)會(huì )正式發(fā)布《食品中致病菌快速檢測方法 熒光PCR法》團體標準(T/GDFCA110—2025)。該標準整合了UNG防污染體系和凍干劑型試劑,配合國產(chǎn)小型化熒光PCR儀,實(shí)現了“樣本進(jìn)-結果出”的全流程自動(dòng)化。 將處理后的樣本加入試劑盒,放入儀器后一鍵啟動(dòng),3 h內電腦屏幕上即可清晰顯示出沙門(mén)氏菌、大腸桿菌等6種致病菌的檢測結果。該技術(shù)不僅檢測速度快且檢測靈敏度達到0.1CFU/g,比傳統方法高出10倍。
更值得關(guān)注的是,該標準在質(zhì)量控制上設置了嚴格的“三重保險”:內源性?xún)葮吮O控樣本處理過(guò)程,陽(yáng)性對照驗證檢測體系有效性,陰性對照排除污染風(fēng)險。通過(guò)多輪實(shí)驗室間比對,檢測結果的重復性變異系數(CV)小于0.5%,再現性差異控制在1個(gè)循環(huán)閾值(Ct值)以?xún)?,達到國際先進(jìn)水平。
未來(lái)展望:更令人振奮的是,人工智能正在賦能檢測流程優(yōu)化。通過(guò)機器學(xué)習分析海量檢測數據,系統能自動(dòng)優(yōu)化引物設計和反應條件,將檢測時(shí)間進(jìn)一步縮短。有研究指出,AI輔助判讀系統,可識別出傳統方法難以區分的致病菌亞型,使檢測精準度提升至99.7%。
結語(yǔ):從實(shí)驗室的精密儀器到生產(chǎn)一線(xiàn)的快速檢測,熒光PCR技術(shù)正在成為守護食品安全的“盾牌”。廣東省推動(dòng)的標準化進(jìn)程,不僅提升了檢測效率和準確性,更通過(guò)產(chǎn)業(yè)協(xié)同構建起覆蓋全鏈條的防控網(wǎng)絡(luò )。隨著(zhù)技術(shù)成本下降和設備小型化,這項技術(shù)正在從大型機構走向基層監管部門(mén),甚至有望進(jìn)入家庭消費場(chǎng)景。 正如廣州國際生物島上的科研人員所言:“我們不僅要讓檢測更快更準,更要讓技術(shù)觸手可及。當每一份食品都能通過(guò)“分子身份證”證明自身安全時(shí),消費者才能真正吃得放心、吃得安心。在這場(chǎng)沒(méi)有硝煙的食安保衛戰中,熒光PCR技術(shù)正以其精準、高效的特性,為公眾健康筑起一道堅實(shí)的科技防線(xiàn)。
參考文獻:LI P, FENG X, CHEN B, WANG X, LIANG Z, WANG L. The Detection of Foodborne Pathogenic Bacteria in Seafood Using a Multiplex Polymerase Chain Reaction System[J]. Foods, 2022, 11(23).
來(lái)源:微生物安全與健康網(wǎng),作者~武劍。