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就现在开发OA的技术来说,主要集中分为三大类:基于C/S结构的应用程序开发,结合C/S结构和Web技术的复合应用程序,基于B/S结构的动态网页技术。以下将分析这三类技术的各自优缺点:
C/S结构系统:是传统开发模式,一般以数据库和客户端的两层结构实现,也有加入中间件的三层或多层结构,在OA早期是标准的系统模式,但随着计算机技术的发展和网络的发展,它已经无法满足现在的远程网络办公和移动办公,逐渐在被取代
C/S+Web技术:是为了补充C/S结构的不足,在C/S基础上加入Web技术来实现对远程数据的获取,但拥有一定局限性,如数据及时更新、软件升级等问题就无法很好解决
B/S结构系统:是援用动态网页技术,加入OA的开发理念,完全适应网络办公和移动办公需求,也是现代办公自动化系统的首选技术。
就B/S结构的开发,具体技术又有多种选择:JSP+J2EE,ASP+IIS,ASP.net+Microsoft .NET Framework,PHP+Apache,就这几门技术,可以说各有其优缺点,分析如下:
JSP技术:具有良好的跨平台性,加上J2EE功能十分强大,但是J2EE的布置使开发成本显得略高,而且没有良好的安装界面
PHP技术:是早期动态网页技术中的强手,但随着JSP技术与ASP技术的不断更新,使得PHP技术稍微比较落后
ASP技术:类似于PHP技术,开发简便,快速,加上IIS的功能支持,是比较简易快速的开发技术
ASP.net:可以说是ASP技术的替代技术,是ASP的一大进步,在Microsoft .NET Framework的强大支持下,可以使用C#、VB、java script三种语言来编写代码,采用预先编译技术,使得代码安全性加强
最终讨论结果:在针对于中小型企业用户,建议采用ASP.net技术,理由是,该技术易于服务器的维护,成本相对较低,开发周期较短
在针对政府部门用户,建议采用JSP或ASP.net技术,理由是,政府部门服务器很多已经改装为Linux系统,在该平台下采用JSP技术较成熟;如果是Windows用户,则采用ASP.net技术
二、OA概述
人们普遍使用计算机来提高个人工作效率,但是在需要许多人一起协同工作的现代工作环境中,我们更需要提高我们的整体工作效率。利用网络通讯基础及先进的网络应用平台,建设一个安全、可靠、开放、高效的信息网络和办公自动化、信息管理电子化系统,为管理部门提供现代化的日常办公条件及丰富的综合信息服务,实现档案管理自动化和办公事务处理自动化,以提高办公效率和管理水平,实现企业各部门日常业务工作的规范化、电子化、标准化,增强档案部门文书档案、人事档案、科技档案、 财务档案等档案的可管理性,实现信息的在线查询、借阅。最终实现“无纸”办公。
办公自动化,一个极大的概念,一个炒作了很久的概念。无论是办公设备公司,还是系统集成公司,都大力推出自己的办公自动化产品。有办公设备、办公自动化电脑、办公自动化软件。可见,办公自动化中内容庞大,可为空间不可小视。那么,首先我们来探讨一个问题,什么是办公?
办公实际就是文件的制作、修改、传递、签定、保存、销毁、存档的过程。那么随着文件的这一流程,产生了各种各样的设备。随着技术的发展,计算机网络技术的进步,办公自动化网络的建设也得到了大力推广。
传统的办公模式主要以纸介质为主,在信息革命的浪潮中,显然已经远远不能满足高效率、快节奏的现代工作和生活的需要。如何实现信息处理的自动化和办公的无纸化逐步得到了人们的重视。
传统办公模式
办公自动化提了多年,但效果并不明显,人们还是停留在单机字处理和表格处理的所谓办公自动化的初级阶段。信息的交流和共享,以及团队的协同运作等无法完美的实现,极大地限制了工作的效率。
Internet/Intranet的迅猛发展,为信息的交流和共享,团队的协同运作提供了技术的保证,同时也预示着网络化办公时代来临。
网络化办公模式
现有办公自动化系统和大型信息管理系统中,企业业务流程重组或者是文件流转功能都是核心功能。同时我们也认为,企业办公主要是一个文件流转的过程,所有的办公事务都可以抽象成一个数据库表单。
传统的办公自动化系统和大型MIS系统在处理企业管理流程中大多采用企业业务流程重组(BKR),其核心思想就是要先优化企业业务管理流程,再根据优化后的流程建设企业信息系统。这样不仅在系统建设中工作量巨大,同时面临来自企业内部重重的阻碍。
我们的核心思想是;前期系统建设中不牵涉企业内部业务流程重组,只是协助企业通过方便的流程自定义等功能进行流程电子化,以及不断根据实际需求去改变电子化流程。
三、系统结构设计
现在的网络办公自动化系统可以说百家争鸣,各有所长,但是一般的B/S结构系统都做得比较固定,也就是针对某个行业甚至某个企业而开发的,有诸多的限制和代码固化,不利于灵活的OA定制和客户化!而且很多OA系统都具有相同的功能,只是表现手法和操作流程有所不同罢了,所以,他们的基本是一致的,是有共性的,是可以统一的。
我的基础思想是开发一个底层的通用型OA平台,在此平台下实现OA系统的主要功能模块的底层操作,这样,当针对某个企业或者政府部门开发OA系统时,只需在此基础上稍加修改,就可以成为一套具有很强针对性的OA系统,这样方便该系统的二次开发,也方便于针对不通性质部门单位的OA系统的定制。
可以看出,底层通用型管理模块是整个OA系统的基础,而应用层模块是面对客户的,它是界面和业务逻辑的结合体,针对不通企业将有所不通,这种结构将很好的解决一套OA的多种定制功能,便于二次开发。
四、通用型管理模块功能划分
针对于这个底层模块,它并不需要实现实际的功能,它主要是负责完成应用层交付的任务和与底层数据库交换数据,所以它的功能是比较抽象的、统一的和可扩展的。虽然如此,我们还是将这个模块按不同的功能细分,因为办公系统有些模块之间联系并不紧密,比如公文管理系统与公共信息系统,邮件管理系统与办公设备管理系统之间的联系就不是那么紧密,甚至可以完全分开。所以我们的底层管理模块针对于这些情况,主要分为功能子模块:
1.公文管理
公文管理主要负责公文的发送与接受工作,发送流程按照流程定
制来完成,所以还包括流程定制功能。这三大块是OA的核心部分,实现也最为复杂,特别是流程定制功能,是一个非常灵活的模块,它决定了该OA系统的效率和可用性
2.邮件管理
邮件管理主要功能是发送与接受内部邮件,发送与接受外部邮件(外部邮件服务器必须支持pop3),邮件需要存入数据库,以便今后浏览查询
3.表单管理
表单管理是一个辅模块,基本上在其他所有模块都有可能用大它的功能,它主要是实现表单模板的定制,表单的存储,打印等功能。在一个企业,表单是很重要的一个东西,它在办公过程中出现的频率紧次于公文,所以这个模块也非常重要,并且表单的定制与打印是一个技术难点
4.档案管理
档案管理功能是对准备归档的公文或者企业各类合同、协议、文件、指示、资料等的一个合理存储与查阅功能,针对于复杂的分类和查阅权限,实现合理存取,管理得基本功能
5.人事管理
人事管理功能主要包括:员工资料管理,员工薪资管理,员工考勤管理,员工权限管理,部门机构管理,部门任命管理等等公司内部人事管理的所有功能,本子模块将以底层视角反应员工得管理,包括职务和所属性质都将按统一模式规划,便于应用层定制模块
6.日程安排
日程安排是办公系统的一个必不可少的辅助功能,可分为个人日程,部门日程,主要需要解决的是日程的基本存储和信息提示
7.公共信息管理
公共信息包含:公司新闻、文档、员工论坛、资料下载等功能,主要是针对所有部门的一个共用系统,该系统可以采用传统模式,如论坛可以采用BBS系统等,底层主要是统一规范,提供基本功能
8.会议管理
会议对于任何一个公司都是重要的,而会议的形式随着网络的发展也变得多样化起来,除了传统的会议,还有网络会议,视频会议等新型会议方式,使得相隔甚远的人之间也可以有了当面交流的环境。对于相隔较远的部门,如总公司与子公司之间的交流建议采用非视频的网络会议,因为这个即可以满足网速,也可以满流得需求。对于处于同一个大厦的各部门,建议使用视频会议,因为加入多媒体的功能,可以使得会议气氛跟贴近传统会议的效果,而且交流也更人性化,同时也可以得到局域网网速得支持。
这功能子模块都是OA系统得基础,在此之上,我们可以创建更多的功能和辅助,可以使得OA的定制变得轻松而丰富。
五、总结
关键词:临床免疫;免疫检验;自动化;发展与规划
随着电子信息技术的不断进步,临床检验亦在不断更新,成为当今医学领域进步最快的学科之一,其中临床免疫检验的推陈出新更是佼佼者。免疫检验已由全手动操作,逐步过度至班自动化操作,目前我国部分经济发达地区先进医院已优先步入全自动化阶段。本文就免疫检验自动化的概念、目前发展现状、以及未来发展规划作一简单总结。
1免疫检验自动化的概念
"自动化",顾名思义为计算机操作取代人工手动操作。而免疫自动化,即运用计算机技术参与免疫检验操作、调定的技术。其中包括样本调控、试剂掌控等免疫检验基本操作过程;检验结果与数据自动处理,以及故障自动报警系统与自救系统等。
2当前免疫检验自动化发展现状
免疫检验技术的不断进步是适应我国当前医疗环境的自我完善。众所周知,医少患多不仅仅是临川科室的突出问题,在检验科,检验医师与待检样本比例严重失调是大多数医院检验科面临的一大难题,故如何提高检验效率是迫切需要解决的问题。
免疫检验自动化具有高效、高灵敏度等优点,其在检验科的应用价值已逐渐凸显,虽然该技术在我国起步较晚,但其发展及其迅速。我国免疫检验自动化系统起步于上世纪70年代,至今40余年间逐步成熟。多年的临床经验证实,免疫检验自动化技术具有高灵敏度、特异度,且对于干扰因素的分析和排除能力强于手动操作,能有效避免误差的发生[1]。
3免疫自动化技术进展
3.1免疫标记测定自动化系统的进展 免疫标记是运用抗原抗体反应的原理,对目标AG/AB或介导AG/AB进行标记,从而根据对待测目标进行追逐、测定的技术,常用的标记手段有荧光素、放射性同位素、酶等,并可根据标记手段的差异分为免疫荧光技术、放射免疫测定技术以及酶标技术等等。前两种免疫标记技术目前应用频率较高,有很高临床应用价值,但亦有一定缺陷,如放射性同位素价格昂贵,对人体具有致癌和致畸作用等;而应用荧光素的免疫荧光标记技术耗时较长,实现全自动化有一定难度。免疫标记技术另一大突破是化学免疫技术的发现,其标记物为花光物质。虽然该技术起步较晚,但由于其高信度、效度优点,有效避免了耗时常和生物有机体放射毒性等弊端,已成为当前免疫标记技术的领军项目。
总体而言,免疫标记技术具有高灵敏度、高特异性等优点,在激素水平测定,各种类型肝炎病毒AG/AB测定以及肿瘤标志物水平等多种蛋白类物质的测定中具有及其重要的应用价值。
3.2免疫浊度测定自动化 免疫浊度是在光学手段辅助下,根据抗原抗体复合物能增加透明液体浊度的原理,通过分析液体浊度推断目标AG/AB含量的技术。根据光学手段的差异,可将免疫浊度测定技术分为散射比浊法和透射比浊法两大类,下面逐一介绍。
3.2.1散射比浊法 散射比浊法是将一定波长的光束,对混有抗原抗体复合物的溶液照射,光束垂直通过溶液时,在照射致AG/AB复合物时会发射不同角度的折射,而折射的角度与AG/AB复合物的量、微粒大小相关,故可以通过散光光度自动分析处理系统,测定溶液中AG/AB复合物以及目标抗原的含量。
散射比浊法免疫浊度测定技术具有高效、敏感等优点,尤其是对于血浆蛋白含量的测量,精确度较高。该技术主要缺点为其要求与目标待测抗原发生反应的介质抗体质量要求高,主要为避免AG/AB复合物微粒大小参差不齐对自动处理系统产生的结果误差。
3.2.2透射浊度法 透射浊度法的原理是一定波长的光束在透过混有抗原抗体复合物的溶液时,会被其吸收,从而在光路方向收集光强度,并计算原光束强度与溶液中光束强度差即为溶液吸光度,溶液吸光度与AG/AB复合物微粒数目有关。
全自动生化分析仪中运用透射浊度法进行溶液分析的较多,该技术适用度广,对抗体和试剂无特殊要求,只要溶液中AG/AB复合物分子微粒大小适合、AG/AB复合物量足够均可采用该方法测定。
除上述免疫标记测定自动化系统、免疫浊度测定自动化外,多种自动化免疫分析仪器亦在临床免疫检验中广泛应用,其应用的技术亦较为先进。而当前常用的自动化分析仪器有AXSYM全自动快速免疫分析系统、Vitros ECi全自动增强化学发光酶免分析仪系统、auto DELFIA全自动时间分辨荧光免疫检测系统等。
随着临床免疫检验技术不断更新进步,免疫检验自动化已逐步取代传统手工操作,且具有更高的准确性及灵敏度,值得临床进一步推广。
【关键词】 高通量ELISA检测;传染病
1 研究方法和技术路线
主要对高通量ELISA法检测系统对多种传染性疾病(主要是HIV、HCV、TP、HBsAg、HBcAg)标本的检测进行研究,主要进行全自动免疫分析仪与其他全自动酶免分析系统的结果差异分析,以及临界值的合理界定,比较两套系统的优劣。研究过程中两者均采用相同的试剂,相同的测试编程,最后比较两者所测结果的稳定性、准确性,借以分析两者操作步骤的差异,确定最为标准的高通量ELISA检测各步骤操作规程,以期待为临床提供快速可靠的结果。
2 主要技术指标
酶联免疫吸附试验(ELISA)理论上只要能获得某一抗原纯品或相应的抗体制剂,即可对其相应的抗体或抗原进行ELISA测定。因此,几乎所有的可溶性抗原、抗体系统均可用该技术进行检测,其特点是实验结果具有较高的敏感性和特异性,最小可测值达ng甚至pg水平,但易受诸多测定因素(如包被抗原、抗体的质量,微孔板表面的吸附性能等)的干扰。与放射免疫分析相比,ELISA技术优点是标记试剂相对比较稳定,且无放射性危害。
因此在血源病原体(抗原和抗体),检测人类多种传染性疾病方面ELISA检测技术有着不可比拟的优势,高通量ELISA检测的系统化标准化可以大大减少ELISA法的影响因素,提高检测的准确性。
高通量酶免分析系统的标准化、系统化与网络化是全实验室自动化系统的重要组成部分,包括样本(前处理)模块、分析中(质量控制)处理模块、酶免分析后处理模块、软件信息模块等,是迈向全面实验室自动化建设的重要基石。
主要包括:
2.1 样本处理自动化 主动标本识别条码阅读功能;更高的标本处理效率;更少的劳动强度;职业暴露机会最小化;通过减少人为失误、增加加样精度与准确性来改善分析质量,采用批量或随机组合进行多种组合与多种模式检测。
2.2 高通量全自动酶免分析系统的标准化、系统化 多任务、多通道完全实现平行处理过程,特别是自由任务资源管理系统,可以随时增加(急诊)任务菜单,实现最优反应过程(试验质量)和最大化分析生产力。
2.3 设立高精密的质量控制系统,确保每一批次检验结果的准确性与精密度 高通量酶免分析系统的标准化不仅是一个测定系统或试剂的量值溯源,其还涉及到临床标本的采集运送和保存、检测系统或试剂的性能验证、检测程序、仪器设备的维护和校准、结果的分析报告和解释等的标准化,对ELISA的测定在医学实验室的应用,在借助必要的自动化分析仪器设备的基础上,进行系统化、标准化,将极大地提高检测结果的准确性以及其对临床疾病诊疗的有效性,并大大降低患者的医疗费用,我院以已开展传染病的ELISA法检测多年,目前主要是乙型肝炎表面抗原、艾滋病抗体初筛、梅毒抗体、丙肝抗体、丙型肝炎核心抗原的检测,主要使用意大利产ALISEI全自动酶免分析仪,并且实施了严格的实验室质量控制制度,操作人员经过严格的岗前培训考核合格并取得相关传染性疾病的检测资格证书,严格进行室内质量控制并定期参加省室间质量控制,医院通过了ISO2001认证,并拥有强大的科研团队和技术力量支持。
3 国内外研究综述
ELISA是目前国内临床检验科室最为常用的免疫检验方法,常用于一些重要检测项目如传染病或感染性疾病病原体的抗原和特异抗体、肿瘤标志物等常规检测,其检测结果的精准度直接影响到临床诊断、治疗检测和预后评估。要保证检测结果的精准度,实现在不同实验室间检验结果的一致性,检验结果必须要有溯源性。检验结果能否实现溯源性,取决于检测系统,即完成检测所需要的仪器、试剂、校准品和操作程序的组合。要对检测过程中的各组分进行严格的标准化尤为重要。一直以来,我国政府对ELISA检测的相关传染病十分重视,如艾滋病、梅毒等,但是在ELISA标准化方面所做的工作还不足。这就导致了检测结果容易出现假阳性、假阴性,大大降低了治疗质量,也损害了人民群众的身体健康,给患者和医疗机构造成了不可估量的损失。
目前实现ELISA检测标准化便成为了当务之急,标准化的检测系统建立是分析中质量管理的核心,一定要强化检测系统的概念,重视不同检测系统对同一标本检验结果的可比性。而目前,国内的酶联免疫吸附试验(ELISA)检测并没有实现标准化,我们致力于研究如何从理念上、设计上、硬件设置上实现ELISA检测的高通量、系统化、标准化。对比国内外目前的高通量ELISA检测各步骤操作规程,力争确定一套较为标准的操作标准,提高检测结果的准确性,从而保证检测结果的真实性和客观性。
关键词:临床检验;自动生化分析;模块化设计;全实验室自动化;迅速床边检验
医疗化学实验操办流程的吸样、去滋扰物、以及计算成效都被称为自动生化分析仪。自动生化分析仪式种种学科,尤其是电子学、光学、计算机技术以及各类生物学分析对诊疗化学查验需要的质和量不停增加的成果。当前此技术已经在本国得到了普遍的应用,且普及到了基层医务所中。近年来随着仪器设备的飞速研发,已经做到可以为常用试剂进行自给。
1自动化分析仪器类型
1.1连续流动
这种主动理化分析仪器是全国最先出现的自行理化分析仪器,其管道体系结构及其纷繁,故障频频发生,操办过程困难,在如今早已被裁减。
1.2分立式
这种仪器主要靠是人工操作,将样品的真实状况按照恰当比例放到分立杯中混合,获得反应数据。按照研究所获数据,使用分立式仪器设备彼此不会渗透,进而防止了污染的出现。技术更替将这类仪器划分成为了两类分别位袋式仪器和干式自动特征。前者可以在真实的化学透光材质中组成特殊的测试袋,能够在混合器中被机械敲击,以便将药品充分融合,优势是污染少,数据精准的特点。2.干式自动生化分析仪:其特点为:可以把试剂稳固在滤纸中构成试剂片,在指定位置内通过反射光度计算得出。如图1所示为分立式医学自动生化分析仪(图1)。
1.3离心式
此仪器属于分立式自动仪器范围中,其中心构建位离心机,全部分析过程中都要在离心作用下才能完毕。其工作原理是在离心力中将样本与试药加以混淆,特征为:被分析样品能处在快速盘转中被检测。
2主动化分析仪在医学查验中的应用
一般的基层单位使用最多的是单通道半自动生化分析仪或是中型自动生化分析仪,这种一起通常只能够检测临床一般的生化项目。而大型高性能的自动生化分析仪器可以同时检测二十个以上项目的多通道分析以,同时又选择功能。大型分析仪器设计巧妙,有可见光和紫外光、反射分光、光度计等测定功能,让仪器除过一般生化测定外,还能够对特殊的蛋白质、免疫球蛋白或是检测血液浓度。
2.1生化分析仪
在临床上的大部分检测仪器都是依据可以检测的50-60指标,除过常规生化检测项目外,大多数仪器还安设有离子选择电级,能够用在钾、钠、氯离子的检测上。这一设备有专用的急诊通道只需按下:“开始”按键后就可自行测定,结束后返回常规模式。以分立式仪器为主流的自动生化仪器无论在结构设计、或是功能开展上的应用都比较成熟。特别是在模块化设计与POCT理念的出现,自动生化分析技术在一定规模的临床实验和便携式应用中分别获得了很好的进展。这些发展趋势分为:
2.1.1有效抗交叉污染措施当前使用最多的被叫做惰性液胶膜技术,在取样和试剂时,惰性液会与其一同吸入试管中,同时在管道内外壁构成一层膜,让样品与管壁完全隔离开。所以,样品间的交叉污染与试剂的交叉污染便可以分别控制。
2.1.2任选式仪器具备在一个通道任意选择各种项目的作用,最高可选水平有60多项,通常是20~40项。分为两种形式,第一种是真正任选,根据输入样品的次序,测完一个样品的全部项目后,再去进行下一个,由于这种方法不用更变吸入的试剂,因此对抗击交叉污染要求更高。第二种,是类任选式,以批量测定的办法,把所有输入的样品项目加以分类,同类的项目一同测定,测完一组后再测另一组,此种方式被很多仪器设计人员所应用。
2.2免疫检验
现金,很多自动生化分析仪器均有紫外光、投射光的用处,能够除去免疫球蛋白、补体C3和C4等反应性蛋白的测试。这种免疫可以将血清的特异性的敏感性相融。解决了主观测试会生出的误差这问题。测试原理是抗体与抗原,构成抗体复合物。根据有关报道显示浑浊的高低在抗体存在下和抗原的含量成正相关关系。因而消除浊液,能够消散非抗体类物质。颗粒增强抑制浊度法的使用原则是把人血蛋白40um的直径活化构成粒状、人血清蛋白的单克隆抗体。在测试带中逐渐消融。通过竞争性结合,从而制止浊度。
2.3药品的检测
根据有关研究表明大型的主动化分析仪器具备荧光偏振功能。在检测药物方面效果显著。荧光偏振功能,可以在检测药物上有显著是效果。荧光免疫分析技术主要利用荧光物质对物体分析,其灵敏性、采取范畴和免疫办法的差别太大。按照相关文献汇报可得,跟放射免疫法相比,荧光免疫分析解决了酶的不稳定,不会出现同位素污染问题,在药物的检测方面占据了很大的优势。荧光偏振免疫分析是在药物和抗体连系后,经过低荧光偏低的改变来测得。通过编辑药物和抗体连系形成大分析复合物,接受偏正光的激发发生荧光偏振,小分子药品没有与抗体反应,受光偏振是通过荧光偏振消散,其偏振强弱与药物的浓谈呈反比例。比如在CobasFARA型自动生化分析仪中,光源是氦闪光等,激发光波长285~750nm连续能够调节,发射光波为450nm和515nm,闪光的改变采纳考光补偿。适用于测定半抗原,且不用跟游离荧光标药品分离。当前,FPLA分析在药品检测中使用愈发普遍。大量血药浓度的检测,让临床指导用药剂量与提升疗效起到了积极用处。但是让人遗憾的是当前改类型试剂出产没有国际化,进口试剂价格较贵。总之,伴随自动生化分析仪器功能的逐渐健全,改仪器必然在医学检验中发挥出最大的应用价值。
3实例分析
3.1贝克曼AU5800
这一主动化理化分析,可以有效掌控样品的质量,以及特别元素共同下测得所测样本中的原料,能够确保仪器在运作中得出最佳结果。避免系统运作失误。在样本进入本设备中后,测验所获得信息会与样本需要的检验进行关联。样本经过模块通过仪器后,被输送到采样位置。R1试剂探针吸取了R1试剂后,通过反应杯在混匀器中混合后,样本探针会将样本汲取到对应的反应环内,样本与R1进行孵育,R2试剂探针吸取R2试剂,加到反应杯中。仪器从添加R1开启。这一时刻段每间隔18秒会继续测量一次,共有27个测光点。这一时间段所测的数据与制定实验参数定义波长能够将测物浓度计算出。如图2所示为贝克曼AU5800自动生化分析仪(图2)。
3.2贝克曼流水线
贝克曼流水线的处理模式高校,可以将工作流程进行简化、自动化,提升工作效率,确保产品质量,给临床提供及时、可靠、稳定的检验数据。让临床试验水平得到国际一流水准。此流水线系统依据功能的不同可以分为四个部分既是:样本处理、分析、存储以及信息数据管理系统。这多个功能有机结合,可以让软件预计硬件更为完美,让实践操作达到理想效果。前处理部分有常规、急诊、单管插入三种方式,在样本输送模式上采取电管输送,可以让样本在线上运作变得更加灵活,依据不同要求实现不同运输轨迹,能够对全程动态跟踪,在连接离心机的部分依据客户需要使用单台或是多台进行连接,从而达到发展需要;样品分析,可以对每个样本进行实时智能分配,让每个样本在运作中分析完成率提高,降低复查率,同时每台分析仪器在运作中可以随意添加需要试剂当做单机使用或是保养,却不能干扰总线的运作和样本的均衡;存储部分可存放5440管样本,让实验室真实实现自动一体化,降低样本分析所需要人工操作的环节。
于2009年6月1日正式实施的《中华人民共和国食品安全法》是我们国家保证食品安全、保障公众身体健康和生命安全的法律基础。《食品安全法》对食品安全的各个环节包括食品安全标准,食品生产经营及食品验等都有了明确的规定,在此基础上各个部门都围绕食品颁布了相关细则,其中近期由国家质总局颁布的《企业生产乳制品许可条件审查细则》(2010版)及《企业生产婴幼儿配方乳粉许可条件审查细则》(2010版)引起了广泛的关注,此审查细则中明确规定了乳制品生产企业必须自的项目,尤其是微生物验项目。
食品中微生物测项目主要包括:食源性致病菌测、卫生指标菌的计数及针对特殊产品(如UHT(超高温消毒奶))进行的商业无菌测等。相对理化测而言,微生物测具有耗时长(我们要测的目标微生物通常以数量极低的状态存在,为达到测限度需要长时间的增菌过程)、测过程复杂(食品种类总多,菌群组成不同,杂菌影响目标菌测,且需要鉴定是否是我们要测的目标菌),方法传统、自动化程度低等特点。近年来,针对上述特点,国内外关于微生物快速,自动化测的研究突飞猛进,相关的产品层出不穷,在此,本文对食品微生物快速自动化测方法研究进展情况做简单概述。
食源性致病菌测
目前测比较常见的食源性致病菌主要包括沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌0157:H7、单增李斯特菌等,针对这些致病菌的测以样品中是否有该致病菌存在来定性表示,如果有的话,还需要做进一步的鉴定及分型试验。
对于食源性致病菌测,目前常见的方法有:国标规定的传统平板测法、稳定的免疫学测方法及现代分子生物学测方法等。结合这些测方法,国内外不断涌现各种新型食源性致病菌测产品,其特点倾向于快速,准确及自动化。
以沙门氏菌测为例,传统国标测方法需要4天左右的时间进行定性测,而采用新的选择性增菌技术如美国GDS的Pickpen免疫磁珠分离技术,结合PCR-Rotor-Gene分子生物测技术,可以在1天的时间内完成对沙门氏菌的定性测。
法国生物梅里埃的VIDAS系统是依托免疫学方法研制的致病菌测系统,特点为测稳定,自动化程度高,该系统也是致病菌测中的常用方法。
金标测条同样也采用了抗原抗体免疫测的原理,近年来的技术发展已经克服了测结果不稳定等缺点,如美国SDI及杜邦快力康的金标测条,采用了最先进的噬菌体技术,将噬菌体做成抗体来测指标菌抗原,具有测快,结果灵敏度特异性高、不需仪器等特点,适用于紧急条件下的快速测。
同时,由于很多测机构都配备有酶标仪,因此96孔板测方法以其结果稳定,处理通量大等特点被大量应用。
此外,最近国外出现了一种新的超快速食源性病原测技术,它结合了生物芯片,分子生物学,微射流和微电子技术,可在一张芯片上测18种食源性病原,包括常见食源性指标菌及诺如病毒,轮状病毒等常见病毒,相信在不久的将来该技术可以大量应用。
对于致病菌测而言,当其定性测的结果呈阳性时,需要对其进行鉴定试验,法国梅里埃的微生物生化鉴定试剂条API和全自动微生物生化鉴定系统Vitek2Compact是微生物鉴定的拳头产品,另外美国BD公司的CrystaI和凤凰100也都是依据伯杰氏手册原理研制而成的微生物生化鉴定系统。美国Biolog微生物生化鉴定系统采用碳源同化反应原理,也可用于微生物鉴定工作。
卫生指标菌测
食品中常见的卫生指标菌虽然不会引起食品风险,却能够很好地反映出食品的清洁度,随着我们食品工业的发展,对于快速、准确,直接的指标菌计数方法的需求日益迫切。
法国梅里埃的Tempo全自动微生物定量分析系统,采用MPN方法,可以自动对菌落总数等进行分析,但在分析时间及单次分析成本上需要改进;法国AES公司的全自动化系统可很好地满足对牛奶、发酵奶制品和果汁等的测需求,并且该技术可逐个测样品中的活细胞,几分钟内就可以得到定量的测结果。
另外美国BioContrel公司的Simplate在国外也常用卫生指标菌测,该技术采用改良MPN技术,将传统的MPN方法中的9管换成84孔测板,并利用特制显色培养基使阳性孔呈现出特殊颜色,定量地测常规微生物。
当然,对于卫生指标菌的定量测不可不提美国3M公司,其Petrifilm产品已在我国使用近10年,最近很多公司都有类似产品出现,尤其日本公司居多。从产业的角度而言,该类产品由于原理并不复杂且价格不高,因而得到广泛应用。
酶联免疫吸附试验以其相对较高的灵敏度和特异性等特点,广泛应用临床实验室中,由于实验过程采用手工操作,出现人为误差的概率较大,不同的实验室操作人员常会得出不尽相同的检测结果。 随着科学技术的进步,新型的全自动酶免分析系统已经从传统各自独立的加样器、洗板机、温箱、酶标仪,飞速发展成一个分析系统[1]。其中的FAME全自动酶免处理系统使操作过程标准化、规范化,避免了手工操作的误差,提高了检测的精确度和特异性,重复性好,同时大大降低了操作人员的劳动强度,提高了工作效率。但由于ELISA试验水平受试剂盒品质和操作过程的影响,由于常规操作手法受主观因素影响,可造成试验结果变异过大,结果的假阳性增高,这种现象不但会造成血液的浪费,也会给献血者带来巨大的心理负担。
Microlab FAME全自动酶免处理系统是瑞士HAMILTON 公司生产的一套完全自动化的酶标处理系统,它可以执行ELISA试验中所有必需的处理步骤,同时该仪器也是一套开放系统,可同时处理各个厂商的不同ELISA试验项目,具有操作灵活简便、处理能力大以及日常维护方便等特点[2]。现就FAME全自动酶免分析仪的概况、
发展、常见问题、检测意义等几个方面进行初步的讨论。
1 FAME全自动酶免处理系统
FAME全自动酶免分析仪是唯一一台FDA批准使用的,符合医学实验室要求的酶免仪,其集自动加试剂、孵育、洗板、出结果于一身,全程采用电脑控制,实现了操作过程的自动化、标准化,克服了以往手工操作的局限性和繁琐性,从而节省了人力和时间,将工作效率大大地提高。同时,也避免了某些人为因素所造成的偶然误差,使试验的精密度、重复性、灵敏度及特异性均有所提高。FAME采用完全模块化设计,并行工作模式,24个试剂位,20个密闭式孵育位,双洗板模块[3-4],符合FDA 体外诊断设备GMP规范及欧盟IVD指令,高通量酶免自动化的标准常规装备。本站目前使用的第三代全自动酶免分析系士哈美顿公司的FAME(费米)全自动酶免分析系统。费米系统独特品质表现在:硬件上采用了综合模块化设计,广泛采用液体水平检测(LLD)技术、体积与重量传感、光学位置传感等,实现了真正全过程控制(TPC),特别是专利的洗板液体传感器,确保了最佳洗板效果,是保障试验特异性的关键。在软件与功能上,目前仍是唯一的全自动GMP/GLP规范符合系统,如全面的系统跟踪记录(Traceability)与系统追溯(Trackability),标本/试剂加样校验(Sample verification)及“自由任务管理”实现随时增加检测板。1997年费米获得美国FDA许可,用于血站筛查实验室,至今仍是唯一的特许全自动酶免分析系统[5]。
酶免试验全过程全自化的意义,并非仅仅限于降低劳动强度、减少人为的误差。根据已发表的费米(FAME)评价研究报告,人们发现:全自动酶标分析系统可以普遍而显著地提高酶免试验的特异性,如费米系统可以提高乙型肝炎表面抗元(乙肝表抗)的特异性,由常规设备的87%到91%,丙肝抗体由常规设备的89.1%提高到97.4%。此外,多中心的评价(Multi-center Clinical Trail)实验证明[1~3],费米全自动酶免分析系统也可以显著地提高国产试剂的灵敏度,如费米系统可以将乙肝表抗的灵敏度由常规设备的92%提高到93%,丙肝抗体的灵敏度由常规设备的93.7%提高到98.7%[6]。众所周知,酶免试验过程反应时间长而要求严格,步骤多而复杂。因此,就一项具体的酶免试验而言,其试验过程与完成试验时间是不可改变和缩短的。但对于多项的批量处理(Mass processing)时,总体的试验时间将大大缩短[7]。1996年开始中国血站系统使用费米设备,至今状态如新,性能可靠,已成为酶免实验室的主导设备。
2 影响FAME试验效果的常见问题及分析
2.1 选择试剂 选择质量优良的检测试剂,严格按照试剂说明书进行操作
2.2 加样 可能原因:①血清或血浆标本分离不好即进行加样;②手工操作中,加样板过多造成加样后放入孵箱前等待时间过长(特别是室内温度较高时);③加完标本再加酶试剂时酶溅出孔外。
2.3 洗板 可能原因:①采用手工洗板,孔与孔之间液体交叉。 ②采用半自动洗板机洗板时,洗液量不足,导致洗板不彻底;洗板针堵塞,抽吸不完全;洗板不畅,导致洗板效果差。③反应板过多造成洗板等待时间长。
2.4 显色 可能原因:①显色剂配制后放置时间过长或使用过期显色剂;②加显色剂时溅出孔外造成液体回流。
2.5 终止 可能原因如加终止液时产生较多气泡,导致假阳性增加。所以在加终止液时应避免产生气泡。
3 使用FAME全自动酶免分析仪检测的意义
由于常规操作手法受主观因素影响,孵育时间、加样标准或多或少有一定的差别,这种操作的不均一性,可造成试验结果变异过 大,结果的假阳性增高。为了减少非特异性反应,必须给予相对较强的洗板条件,但是洗板条件的增强,使试验体系中的弱阳性标本的反应程度相应降低,将可能造成部分弱阳性标本的漏检。因此,常规操作程序由于人为因素的影响,限制了检验水平的发挥。
FAME全自动酶免分析系统克服了手工操作的局限性,避免了人为因素带来的偶然误差,使试验的精密度、重复性、灵敏度、特异性有所提高。但在临床检验工作中,各实验室的实际情况不尽相同,如果对各实验环节进行标准化,排除潜在的影响因素,可以最大限度地降低检测的系统误差[8]。FAME系统独特品质表现在,硬件上采用了综合模块化设计,广泛采用液体水平检测技术、体积与重量传感、光学位置传感等,实现了真正全过程控制,特别是专利的洗板液体传感,确保了最佳洗板效果。在软件与功能上,目前仍是唯一的全自动GMP/GLP规范符合系统,如全面的系统跟踪记录与系统追溯,标本/试剂加样校验及“自由任务管理器”实现随时增加检测板。酶标板在FAME中的处理过程按试剂盒说明书有微机编程,使酶联免疫的各个步骤都在严格控制下进行,每一块酶标板的实验条件几乎一致,确保了操作的稳定性,避免了手工法的人为误差,提高了检测的精确性和重复性,并可准确地反映出试剂盒所固有的灵敏度和特异性,既有利于弱阳性标本的检出,又可减少非特异性反应,降低了由输血传播疾病的危险,增加了输血的安全系数。
FAME全自动酶免分析系统全部采用电脑控制,自动加试剂,自动孵育,自动洗板,自动出结果,是精密度很高的仪器,任何不符合试验条件的因素都导致试验不能继续运行,或者使试验失败。这就要求检验工作者要不断的摸索和完善FAME检测的操作过程,尽可能发现和消除影响FAME检测的因素,从而提高FAME检测的稳定性和准确性,在确保血液安全的前提下,尽量避免由于操作因素引起的测定结果误差而引起的血液资源的浪费。
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糖化血红蛋白(glycosylated hemoglubin,GHb)是糖尿病诊断和治疗的重要指标,广泛应用于临床。近年来,GHb检测方法发展迅速,早期检测以电泳法、微柱层析法应用较广泛,目前免疫比浊法和化学发光法(IVIA法)检测已开始在临床应用。现就GHb的检测及临床应用综述如下。
1 GHb的生物化学特征
成人细胞中的血红蛋白(Hb)主要是HbA1,占90%以上,HbA2占2.5%,HbF占0.2%其余为HbA3,凡连接有已糖的HbA1统称为GHb。其中HbA1又可分为HbA1a,HbA1b和HbA1c。HbA1c最多,占GHb总量的80%。HbA1c的β链N―末端缬氨基酸氨基与葡萄糖醛基通过非酶促反应而连接;HbA1a1的N―末端可连接1,6―二磷酸果糖;HbA1a2可与葡萄糖―6―磷酸连接。这种Hb与糖结合的形成过程称为糖基化作用,GHb是HbA合成化学修饰的结果。GHb是在红细胞生存期间,HbA1与血中已糖(主要为葡萄糖)缓慢、连续的非酶促反应产物,为HbA1合成后化学修饰的结果。GHb的形成取决于血糖浓度和作用时间,生成量与血中葡萄糖浓度成正比。
2 GHb的检测方法
2.1 酶法:GHb大多采用HLPC和免疫法测定。HPLC法能测异常Hb,重复性良好,但需要专用仪器且实验需要时间较长。免疫法采用自动化分析仪,但需要分别测定总HbT GHb。酶法能克服以上缺陷。酶法的原理是利用果糖氨基氧化酶(Fructosyl amino acid oxidase,FAOD)将GHb分解,产生果糖氨基酸和H2O2,经过氧化物酶(POD)催化H2O2与DA―64反应产生绿色,在751 mm波长测定吸光度求得GHb浓度。
本法特点为FAOD只使GHb产生果糖基氨基酸,用FDP活化代替触酶可以清除干扰,GHb中干扰物质可用WST―3与GHb结合而去除。此法精度良好,可同时测GHb和Hb,不需专门仪器,简便快捷,结果精确。
2.2 免疫抑制浊法:GHb检测基于免疫抑制比浊法[1],应用一种抗血红蛋白β链糖化氨基末端特异性抗体与标本中的GHb作用形成一种抗原―抗原复合物,再通过加入多聚半抗原与剩余的抗血红蛋白抗体结合形成一种较稳定的多聚半抗原―抗体复合物[2],形成浊度。反应液浊度的变化与标本中GHb的浓度成反比。另采用氰化高铁法测定标本中Hb总量,并计算GHb占Hb的百分比。
采用免疫抑制比浊法测定GHb,结果准确可靠,灵敏度高,稳定性强,不易受干扰物质影响,且方法简单快捷,适合全自动化仪分析,易于临床推广应用,可作为测定GHb的首选方法。
2.3 化学发光法(ICIA):ICIA采用离子捕捉免疫分析法[4],应用抗原抗体反应原理,并联以荧光标记物,通过连接带负电的多阴离子复合物,吸附到带正电的的纤维表面,经过一系列彻底清洗等步骤后,测定荧光强度变化率,计算GHb浓度。ICIA法采用专用试剂包和免疫发光分析仪,其检测系统易于规范和重复,可减少操作技术误差,检测的灵敏度和特异性高,批内、批间变异系数小,回收率达98.85%,准确度高,交叉污染率小于0.01%,影响因素少。免疫比浊法重复性较好,但易受脂血、黄疸等样本因素影响,抗交叉污染较差,而且要求Hb在70~230 g/L之间。微柱层析法由于手工操作步骤繁琐,层析时间和微柱的质量不易控制,易产生操作技术误差,重复性欠佳,因此有条件的实验室就使用化学发光法检测GHb,提供更准确的实验数据,辅佐临床的诊断和治疗。
2.4 乳胶凝集法[4]:本法是利用抗原抗体反应原理直接测定GHb的百分含量的方法。样品中总Hb和GHb与乳胶有相同的特异性鼠单克隆抗体的复合物,此复合物由于单抗鼠IgG抗体而形成凝集,凝集量随乳表面固相化的GHb量的不同而异。通过测定透射吸光度的变化来表示凝集量,与GHb百分浓度的标准曲线比较后,求出样品中GHb的百分含量。
本方法把乳胶增强免疫比浊法和自动化仪很好的结合在一起,具有免疫比浊法特异性强、重复性好、检测灵敏度高、线性范围宽等优点,以及能进行全自动大批量测定的优点。测定GHb的参考范围为3.8%~5.8%,与文献报告的4.7%~6.3%和3.8%~6.2%接近。该法测定GHb受高浓度葡萄糖、高甘油三酯、高胆红素等物质的干扰,红细胞压积的变化,在绝大部分各种临床情况下对测定结果没有显著的影响。该法鉴于具有快速、准确、精密度高等优点,可以使用自动化分析仪的单位推广使用[5]。
2.5 离子交换高效液相色谱分析法:用弱酸性阳离子交换树酯,在选定低浓度洗脱液的离子强度及pH条件下,由于Hb中各组分蛋白所带电荷不同而分离。GHb几乎不带正电荷,首先被洗脱:HbA带正电荷,再用高浓度洗脱液洗出HbA,得到相应的Hb层析谱,其横坐标是时间,纵坐标是百分比。GHb值是以GHb的部分面积在全Hb面积的百分率来表示,现在都用全自动测定仪来测定[6]如日本TOSOH公司生产的全自动GHb分析仪曾应用于美国DCCT研究,其离子交换HPLC法是GHb检测的金标准,当前推出的最新型糖化血红蛋白分析仪HLC-723G7。从开机到报告第一个结果仅需3~6分钟,标本无需前处理,操作维护都非常方便。
2.6 金标法:目前,GHb有HPLC法、免疫比浊法、微柱法、比色法、亲和层析法等多种测定方法,其中HPLC法是公认的参考方法,但因条件的局限,该法不适合临床常规开展。免疫比浊法则与HPLC有着良好的相关性且易于自动化分析[7],但其随机检测易受污染。本法则是应用了较独特的硼酸亲和比色原理,作为公认的较为简单的一种方法,其特异性却较高,Weykampe等[8]报道该法不受除HbS和HbC之外的任何血红蛋白变异和降解产物的干扰;同时本法具有操作简便、实验快速、试剂稳定、无须特别贵重仪器且结果可靠等特点[9]。
3 GHb的临床应用
糖尿病人体内高浓度的血葡萄糖可以通过非酶介导与蛋白质的氨基酸结合产生糖化蛋白[10]。如Hb、白蛋白、免疫球蛋白、晶状体蛋白、神经蛋白、胶原脱氧核酸等,均可发生非酶促糖基化[11]。血葡萄糖通过非酶糖化过程迅速结合于蛋白质碱基上,形成Schiff碱基,在数小时内Schiff碱基即可与血糖浓度成比例地达到平衡,随后,Schiff碱基缓慢地经化学重组,形成早期稳定的糖化产物。经过数周,早期糖化蛋白与血糖达到平衡。GHb就是血红蛋白氨基与葡萄糖生成的早期糖化产物,它的形成程度取决于两个因素,一为体内葡萄糖浓度,一为血糖持续时间,且与两者直接成比例。蛋白非酶糖化改变了蛋白质的结构、功能与其代谢,产生自由基,造成组织和血管的损害,是高血糖导致慢性并发症,如动脉粥样硬化、血凝、血栓形成的重要机制[12]。
GHb可以作为糖尿病的病情检测和长期控制良好与否的指标,人体内RBC寿命一般为120天,在RBC死亡之前血液中GHb含量也保持相对不变,因此GHb水映的在检测前120天内的平均血糖水平,而与取血时间、病人是不空腹及是否使用胰岛素等因素无关,因此是判定糖尿病长期控制的良好指标。因为血糖的测定代表即刻的血糖水平,提示病人当时的身体状况,并不能作为长期的血糖病人的评价指标。一次血糖,尿糖的测定才能反映瞬间或当天的病情,不能说明前一段较长时间病情的全貌,而GHb是RBC 120天生命中缓慢持续进行的一个非酶催化过程,反映了RBC半衰期中的平均血糖水平,GHb的增加不仅可以导致糖尿病并发症的发生与发展,而且可以加快心、肺、泌尿等组织器官的硬化及衰老的过程。
目前许多报告主张把GHb用于妊娠期糖尿病(GDM)的筛选,诊断及血糖控制的首选标准,其异常与自然流产、胎儿畸形、早产、巨大儿、妊娠高血压视网膜病变有关[13]。因此对糖尿病患者,进引糖化血红蛋白的测定,可用作糖尿病疗效观察和并发病预测的一种有价值的指标,并对早期诊断准确率更高。
GHb血糖对糖尿病肾病(Diabeticnephropathy.DN)的发生也更一个重要因素,若GHb控制较理想者,即使病程较长,也可能不发生白蛋白尿。但若GHb控制差,即使病程较短,也难免不发生DN。因此,对于糖尿病病人,一定要长期严格积极控制血糖水平,保持GHb在一个较理想的范围,防止或延缓DN的出现[14]。
因此,GHb作为糖尿病筛选诊断血糖控制、疗效考核有效检测指标,在临床中得到了广泛地使用,目前通常认为GHb测定的临床意义有:(1)糖尿病的筛选普查中有早期指导的价值,可作为辅作2型隐性糖尿病的早期诊断指标;(2)糖尿病的治疗血样监控中可作为参考治疗指标;(3)预测血管并发症[15]。其理由有二个:①多种方法测定GHb使其准确性和重复性得到很大的提高,②1993年美国1型糖尿病控制及并发症试验(Diabetes Contol and Complication Trial,DCCT)和英国大规模的2型糖尿病控制与并发症关系研究(UKPDS)中把GHb作为糖尿病控制的一个观察指标。1996年4月起在日本GHb被纳入老年保健法中糖尿病筛选的检查项目。2002年美国糖尿病协会(ADA)已将其作为监测糖尿病控制的金标准,对其应用也做出了明确的规定:即所有糖尿病病人均应常规测定GHb。其初诊时测定结果为基线时的代谢状况。此后的测定值作为糖尿病长期治疗控制中的一部分。控制稳定者(GHb≤7%,每年至少测定2次,而对治疗方案变动或血糖控制未达标者,则需季度监控检测。这样在提高糖尿病诊断水平、血糖控制、慢性并发症的防治中具有十分重要的应用价值[16]。
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关键词:生物技术 食品检测 基因探针技术 PCR技术
中图分类号:TS207.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0229-01
近年来,随着城市工业化程度越来越高,由此引发的环境问题日益严重,食品安全已成为人们越来越关注的焦点问题。传统的食品检测方法已经不能适应现代社会的发展要求,基因探针法、PCR技术、免疫学检测技术、生物芯片和生物传感器技术等生物技术在食品检测中已经得到广泛应用。充分利用现代生物技术为人们的生活质量保驾护航,已是迫在眉睫。
1 生物技术在食品检测中的应用
在当前的食品检测方法中,基因探针法、PCR技术、免疫学检测技术和生物芯片技术是最为常见的生物技术。下文中,笔者将会逐一进行详细介绍。
1.1 基因探针技术
基因探针技术即DNA探针技术,又称分子杂交技术,是利用DNA分子的变性、复性以及碱基互补配对的高度精确性,对某一特异性DNA序列进行探查的新技术。
目前,基因探针杂交方法总体上可以分为两种:一种是异相杂交;另外一种是同相杂交,其关键技术都在于DNA探针的构建。例如,在食品微生物检测中,大肠杆菌具有葡糖苷酸酶的特性,利用大肠杆菌中编码该酶的基因序列作为目标DNA,并制成DNA探针,用以检测食品中的总大肠杆菌。与传统微生物检测方法相比,基因探针技术不仅能克服传统食品微生物检验方法的不足,而且还具有特异性强、灵敏度高和操作简便、省时等优点。与此同时,基因探针技术也存在其局限性,如检测成本高、速度慢、效率相对较低,这些都是在以后的科研中需要改进的地方。
1.2 PCR技术
PCR技术又名聚合酶链反应技术,是由Korana于1971年最早提出核酸体外扩增的设想而产生的,并经过多年的实践研究发展,近年来才逐渐应用到食品安全控制中。PCR由变性,退火(复性),延伸三个基本反应步骤构成,其基本工作原理是以拟扩增的DNA分子为模板,以一对分别与模板互补的寡核苷酸片段为引物,在DNA聚合酶的作用下,按照半保留复制的机制沿着模板链延伸直至完成的DNA合成。经过n次扩增后,PCR产物(复制出的DN段)可达2n个,可以满足各种分析的需要。2011年,实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用和Taq Man PCR快速检测食品中的空肠弯曲菌都是近期PCR技术在食品检测中比较成功的案例。
PCR技术只需要使用很微量的物质,就能扩增到大量我们需要的目的片断,并且可以对检测样品进行定性和定量的分析。但同时PCR实验室要求严格,检测仪器价格昂贵,技术含量高,操作复杂,对相关技术人员要求较高。
1.3 免疫技术
抗原与抗体的结合反应是一切免疫测定技术的最基本原理。免疫技术一般可分为三类:免疫标记技术、免疫沉淀反应和免疫凝集试验。免疫检测是目前生物学检测方法中用途最广泛的一种方法,具有特异性强、灵敏度高、方便快捷、分析容量大、检测成本低等特点,尤其对于食品检测非常敏感,通常会用在蛋白质结构分析中。
目前最常用的免疫学检测技术中,酶联免疫吸附试验(ELISA)在食品检测方面已得到普及。ELISA是将特异的抗体标记上酶制成酶标抗体酶标抗体既具有抗原抗体反应的特性,又具有酶的底物催化特性,它与相应的抗原结合后,加上相应的底物,根据底物显色的深浅对抗原做出定性或定量的判断。例如用该法检测转基因玉米所加工的食品中Cry1A(b)蛋白便是成功的案例。由于酶既有很高的催化效率,可极大的放大反应效果,从而使测定达到很高的灵敏度和稳定性。不过在应用中ELISA分析法也有一定的局限性,在被检测样品的蛋白浓度较低时可能会出现阴性,因此,ELISA分析法一般用于对鲜活组织的检测和对接受基因工程改造生物体的初步检测。
1.4 生物芯片技术
生物芯片是将大量生物识别分子按预先设置的排列固定于一种载体(如硅片、玻片及高聚物载体等)表面,利用生物分子的特意性亲和反应,如核酸杂交反应,抗原抗体反应等来分析各种生物分子的存在及其量的一种技术。
基因芯片的最大优点在于其高通量。传统方法检测众多基因要经历多次实验而且自动化程度低,因而每次实验之间是存在系统误差的。基因芯片可以克服这个缺点,众多基因的探针的标记、杂交等过程是在一次实验过程中完成的,而且自动化程度高,数据客观可靠。基因芯片的缺点在于其不能对待检测基因在多细胞类型组织中的精确定位进行判断。另外很多蛋白质调节其功能主要不是依赖其是否表达或表达量高低,而是依赖蛋白质磷酸化-去磷酸化等方式。在这种情况下,用核酸类生物芯片就没有什么意义了,正在研究开发中的蛋白类芯片可能会有所作为的。
1.5 生物传感器技术
生物传感器(Biosensor):是由固定化并具有化学分子识别功能的生物材料、换能器件及信号放大装置构成的分析工具或系统。其主要由生物敏感元件、换能器和信号处理放大装置构成。生物传感器技术应用于食品检测方面的优势很多,它响应快,样品用量少;分析操作简单;除缓冲液外无需添加试剂;可连续分析,联机操作,易于实现自动化测量等等。
当前,生物传感器技术在食品检测方面功能主要有两个方面:一是检测鱼、肉和牛乳等食品的新鲜度;二是用来检测食品滋味及熟度。例如:日本农林水产省研制出一种传感器,可“品尝”肉汤的风味,用于肉汤生产过程的质量控制。
除了上文论述的一些生物技术外,越来越多的新技术将会逐渐应用到食品检测中,其前景是值得期待的。
2 结语
生物技术以其经济、高效等特点得到广大科研人员的普遍认可,成为当前食品检测中重要力量。与此同时,国家也不断加大投入和颁布相关法律、法规保障食品检测技术的研究和应用。相信不久的将来,随着我国科技的发展,在各方研究人员的共同努力下,生物技术在食品检测中的应用定会更加成熟,为我国的食品安全,为人们的生活造福。
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关键词:免疫学方法;分子生物学技术;细菌病毒
【中图分类号】TS201.6【文献标识码】A【文章编号】1672-3783(2012)02-0055-01
随着近几年抗生素的滥用,导致了出现大量严重的耐药菌株,加上新的病原微生物的出现,给临床诊断和治疗带来了极大的困扰。严峻的现实给病原微生物的检测和诊断提出了更高的要求。世界卫生组织(WHO)对临床微生物实验室提出:临床微生物实验室尽可能把目标集中在快速诊断方面。传统的微生物检验法最突出的弱点是慢,难以实现快速诊断与治疗,已远远不能满足对各种病原微生物的诊断以及流行病学的研究。实现更准确、更快速的检出与监测病原体成为目前临床微生物检验亟待解决的问题。随着各种生物学技术的发展和相关学科的不断发展,特别是免疫学、生物化学、分子生物学及计算机技术的持续发展,微生物的检验速度明显加快,同时明显提高了微生物的诊断水平。笔者对近年来微生物的快速检验技术研究进展现状作了一些探索,现在综述如下。
1免疫学方法在快速检测微生物抗原或抗体中的应用
免疫学技术是利用特异性抗原抗体反应,检测病原微生物,简化了病原微生物的鉴定步骤,备受关注。该方法已成为一种微生物实验室常用的成熟的快速检测技术。
应用单克隆抗体结合各种形式的放射免疫分析、酶免疫分析、荧光免疫分析、时间分辨荧光免疫分析、化学发光免疫分析、生物发光免疫分析等,足以检出临床标本中痕量微生物抗原,免去细菌或病毒培养过程,直接完成微生物感染的快速诊断。如抗血清凝集技术、荧光抗体检测技术、协同凝集试验、酶联免疫测试技术等。这些方法操作简单,已经被广泛应用于细菌的分型和鉴定,如沙门菌、霍乱弧菌、流感嗜血杆菌及隐球菌,短时间内就可完成鉴定。其中,应用酶联免疫技术制造的全自动免疫分析仪,使该技术进一步简化和准确。许多疾病的检测都已有商品化的试剂盒出现。
2分子生物学技术在快速检测微生物中的应用
随着分子生物学技术的迅速发展,对病原微生物的鉴定已不再局限于外部形态结构及生理特性等一般检验上,而是立足于分子,特别是核酸水平的检测上,使人们对微生物的认识从外部表型逐渐转向内部基因结构特征,微生物的检测也从生化、免疫方法转向基因水平检测。在此基础上建立的众多检测技术中,核酸杂交和聚合酶链反应(PCR)以其敏感、特异、快速等特点已应用于病原菌的快速检测。特别是基因芯片技术的兴起,其具有样品需求量少、检测效率高等优点给微生物学检测带来新的革命。同时,随着病原微生物的耐药性问题的日益严重,有的细菌甚至出现多重耐药,基因芯片可实现检测耐药菌的耐药基因,可有针对性地使用抗生素,从而提高疗效,对临床用药和新药开发具有指导意义。但目前基因芯片技术还有一些关键问题有待解决,如芯片的特异性、敏感性和成本等级大限制了该技术在临床病原微生物检测中的应用。
3细菌专有酶及其代谢产物在快速检测微生物中的应用
快速酶触反应是根据细菌在其生长繁殖过程中可合成和释放某些特异性的酶,按酶的特性选用相应的底物和指示剂,并将他们配制在相关的培养基中,根据细菌反应后出现的明显的颜色变化,确定待分离的可疑菌株,反应的测定结果有助于细菌的快速诊断。这种技术将传统的细菌分离与生化反应有机的结合起来,并使得检测结果直观,正成为今后微生物快速检测发展的一个主要发展方向。
4细菌毒素在快速检测微生物中的应用
从临床标本中直接检出细菌的毒素,常比细菌培养更可靠。如难辩梭菌在正常肠道中也可出现,故对抗生素相关性肠炎的诊断,检出其毒素比细菌培养更有意义。目前,英国Unipaih公司已研制出VTEC的PRLA乳胶凝集试剂分别检查VT-1与VT-2,试验时以多粘菌素裂解菌体,释出VT,与乳胶试剂在U形板中温育24h,肉眼判定有无凝集。金黄色葡萄球产生的多种肠毒素也可用单抗的协同凝集试验迅速检出,是诊断该菌致成的食物中毒的可靠手段。
5分子生物传感器在快速检测微生物中的应用
分子生物传感器是将新兴的传感器技术和分子诊断技术相结合而成的一种新技术,为现代临床诊断发展的一个新方向。生物传感器在感染类疾病诊断、药物筛选等领域获得了广泛的应用。其中临床中用于病原体检测的DNA生物传感器最为常见。据报道,最新制成的生物传感器,仅需20s时间即可检测出微量SARS病毒、天花病毒及炭疽杆菌等的存在,从而达到早期、快速诊断的目的。
6病原微生物的自动化系统在快速检测微生物中的应用
近年来,随着计算机技术的不断发展,对病原微生物的鉴定技术朝着微量化、系列化、自动化的方向发展,从而开辟了微生物检测与鉴定的新领域。最有代表性的是AMS微生物自动分析系统,可实现基本同常规检测鉴定,单检测所需时间4-8小时。
随着现代科学技术的不断发展,特别是免疫学、生物化学、分子生物学的不断发展,国内外学者不断推出新的微生物诊断技术和方法,建立了很多快速、简便、特异、敏感、低耗且适用的微生物诊断方法,明显加快了微生物检验的速度和诊断水平,这为临床治疗提供了可靠的依据。
参考文献