ATP生物发光法微生物速测技术研究获突破

ATP生物发光法微生物速测技术研究获突破

针对目前食品安全监测以及检验检疫部门对微生物快速检测的需求，ATP生物发光法微生物数量快速测定技术由广东省微生物研究所攻关完成，这一被列为广东省重点科技攻关的项目近期通过了由广东省科技厅组织的成果鉴定。

据介绍，微生物数量检测是微生物分析检测中的重要项目，传统的方法需进行长时间微生物培养，检测周期长，检测条件要求较高，不能满足食品、药品及化妆品企业进行生产质量控制以及出入境检验检疫、质量技术监督和疾病控制等部门进行环境卫生监督现场检测的要求。目前，这一问题已经成为微生物分析检测中存在的关键性难题。而ATP生物发光检测技术，利用细菌的ATP作为荧光素酶催化发光的必需底物，且与发光强度呈线性关系这一原理，对微生物数量进行快速检测。其过程无需培养，操作简便、灵敏度高，在短时间内即可得到检测结果，是目前检测微生物最快的方法之一。

据科研人员介绍，该成果从筛选和优化细胞ATP释放剂着手，通过微生物细胞ATP的释放机理研究，成功地解除了ATP释放剂对发光测定体系的抑制作用，筛选和组合出微生物细胞ATP释放剂，实现了微生物细胞ATP的有效提取，建立了较为成熟和完善的微生物细胞ATP提取技术；成功地采用以焦磷酸酶为主要成分的非目标细胞ATP消除剂AE、测定条件优化、相关性分析和抗干扰及快速检测技术ATP集成研究，摸索出合适的测定体系，确立了检测限达102～103cells／ml的生物发光微生物数量快速测定技术，显著提高了检测的准确性和灵敏度；将ATP生物发光技术和抗干扰生物培养技术进行有机集成，发明了ATP生物发光法微生物数量抗干扰快速测定技术，细菌、酵母及霉菌可分别在12、24、36小时内完成检测，检测灵敏度与常规方法比较，检测时间缩短2／3，灵敏度提高30～100倍，适于低菌数样品检测；建立了样品前处理技术和样品对发光系统抑制的消除方法，将ATP生物发光快速检测技术应用于饮用水藻类环境微生物及食品微生物数量的快速检测，整个检测过程可控制在30分钟内，显著提高了检测效率；首次将ATP生物发光法应用于消毒杀菌剂效果评估，并建立了非目标细胞ATP的消除方法，评估时间由传统的7～10天缩短到1～3小时，提高了评估效率。

据了解，该成果正在开发的配套发光检测试剂盒和发光检测仪，为实现ATP生物发光微生物快速检测技术的大规模应用打下良好的基础。

专家鉴定认为，该成果总体技术达到国内领先水平，部分技术达到国际先进水平。成果不但在目前具有较大的市场前景，而且是今后这一领域的发展方向，建议进一步加强实际应用中的影响因素评估与研究，以满足市场的需求。

Amazing：《阿凡达》神树成真，科学家创造出可终生发光的植物_科学发明

英雄五霸闹春秋，顷刻兴亡过手。深空小编带你看一轮又一轮最新新闻。今天天气不错，正适合读读最新资讯放松一下。准备好瓜子板凳，我们一起去瞧一瞧。
电影《阿凡达》中展现了一个神奇的世界，在那里有郁郁葱葱发着荧光的丛林，这些发光植物创造了一片璀璨的奇异景象。而现如今，借助基因技术的进步，让植物发出可见光已不再是一个幻想。
在本周 Nature Biotechnology发表的一项最新成果中，由合成生物学家 Karen Sarkisyan 和 Ilia Yampolsky 博士主导，共 27 位科学家参与，通过基因技术创造出可以持续发出可见光的植物。
研究人员表示，这项新技术具有实用价值，并可用于美学目的，最重要的是可以创造发光的花和其他观赏植物。虽然用会自己发光的树木代替路灯有点太异想天开，但这些植物从它们的生命中散发出的绿色荧光，着实令人愉悦。
Light Bio 首席执行官 Keith Wood 博士表示：“30 年前，我参与创建了第一个使用来自萤火虫基因的发光植物。而本研究创造的新植物可以产生更明亮、更稳定的光。”Light Bio 是一家新成立的公司，其计划与研究团队合作将这项新技术商业化，应用于观赏植物。
研究人员使用普通相机和智能手机，记录下了树叶、茎、根和花朵的荧光。大家可以看一下这些美轮美奂的发光植物图像：
发光植物夜间照片
发光植物生长过程
想要植物发光，绝非易事
其实，在地球上也有一些发光生物，水母和萤火虫可能是大家最熟悉的荧光生物。因此，通过将发光生物中获取的 DNA 插入植物中，就有望创造出可以具有发光功能的植物。
但是，想要一种天生不会发光的生物发出可见光，绝非易事， 这不是简单地将发光基因从一个生物转移到另一个生物上。 就像手表内部的齿轮一样，新添加的基因必须在宿主体内能够正常发挥作用才行。
而对于大多数生物来说，科学家们对于决定发光功能的基因并不完全了解。直到最近，科学家才弄清控制一些微生物荧光的完整基因。
然而，当科学家们尝试使用这些基因创造发光植物时，最终却都失败了，原因就在于这些发光生物的基因往往无法在复杂的生物体中发挥正常作用。
“幽灵蘑菇”带来的新发现
据记载，早在 1840 年，英国植物学家乔治加纳德在巴西首次发现了荧光蘑菇，当时他看到孩子们拿着这种蘑菇在街上游嬉，最初还以为是孩子们在玩荧火虫，而当时这一发现也没有引起科学界的重视。
2009 年，旧金山州立大学的科学家丹尼斯-德斯贾尔丁和他领导的一个科研组在巴西发现了世界最大的一种生物荧光菌类 Neonothopanus gardner，研究人员声称，现在已发现了 70 多种发光蘑菇，但新发现的这种荧光蘑菇会发出很亮的诡异绿光，甚至可以借着它的光阅读，这些在黑暗中发光的蘑菇原生长于巴西圣保罗附近逐渐消失的森林栖息地。
从亮橙色有毒蘑菇奥尔类脐菇，到狐火现象，可谓五花八门，令人惊叹。荧光真菌为世界各地的文化提供了想象空间，德斯贾尔丁表示， 人们通常都很害怕这些东西，常称其为“幽灵蘑菇”。
直到一年前，科学家们才发现这些蘑菇中维持生物荧光的基因。而在这次《自然·生物技术》发表的最新研究中，科学家发现， 这些蘑菇中生物荧光在新陈代谢上与植物中常见的自然过程相似 ，将蘑菇的生物荧光基因插入植物中，能在植物中发挥正常功能。
让植物拥有直达人类心灵的魅力
为什么发光蘑菇的基因能成功在植物体内发挥作用呢？
科学家经过研究发现，虽然蘑菇不属于植物，但 蘑菇发光主要集中在一种有机分子上，而这种有机分子也是植物制造细胞壁所必需的 ，它就是咖啡酸，可通过四种酶的代谢循环产生光。两种酶将咖啡酸转化成发光的前体，然后被第三种酶氧化产生光子。最后一种酶将氧化后的分子转化成咖啡酸，从而开始新的循环。
咖啡酸循环与一些主要的植物生物合成途径共享代谢产物
在植物中，咖啡酸是木质素的组成部分，它有助于向细胞壁提供机械强度。因此，它是植物木质纤维素生物量的一部分，是地球上最丰富的可再生资源。作为植物新陈代谢的关键组成部分，咖啡酸也是许多其他基本化合物的组成部分，包括颜色、香味、抗氧化剂等。尽管咖啡因酸与咖啡因的名字听起来很相似，但它们没有关系。
研究人员发 现，他们创造出的发光植物每分钟可以产生超过 10 亿个光子，比以往创造的任何发光植物都要亮。
而且，通过这种生物光，科学家可以观察到植物的内部活动。与其他常见的生物荧光如萤火虫相比，维持蘑菇的生物荧光不需要独特的化学试剂，这些植入了蘑菇 DNA 的植物， 可在不损害植物健康的情况下保持植物从幼苗到生长成熟的整个生命周期都能够持续发光。
通过将光照与这种关键分子联系起来， 植物发出的荧光提供了一种内在的代谢指标，它可以揭示植物的生理状态及其对环境的反应。
例如，当把一个成熟的香蕉皮放在发光植物附近时，发光会急剧增加。植物最嫩的部分往往会发出最明亮的光，而花朵尤其明亮，肉眼就能看见闪烁的光波。这一方法揭示了植物内部的活动行为，而这个活动通常隐藏在植物体内。
在这项研究中，研究人员选取了烟草植物，因为它们基因简单，生长迅速。但研究人员认为，蘑菇生物发光这一技术广泛适用于其它植物。
电影《阿凡达》中会发光的植物
Planta 和 Arjun Khakhar 及其同事的研究已经证明了将其应用于其他植物的可行性，包括长春花、矮牵牛花和玫瑰。随着进一步的研究，我们甚至可以发现更明亮的植物。不仅如此，我们还有可能发现新的分子可以根据人和环境改变亮度或颜色。通过这一技术，在未来我们甚至可能会对植物有一种新的认识，因为他们会像《阿凡达》中潘多拉星球上发光的神树那样拥有直达人类心灵的魅力。
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手持ATP荧光检测仪的ATP方法使用和评价

ATP荧光检测法能在十几秒内实现检测，它大大提升了传统细菌培养法24-48小时的工作效率，ATP方法的实现包括仪器、试剂和如何使用三大要素。 是影响准确性和一致性的关键之一，可按照<<医院消毒卫生标准附录A（规范性附录）采样及检查方法>>等规范要求再参照手持式ATP仪说明书采样、检测、计算得出结果并记录报告。采样：（面积类）将ATP拭子采样棒一支在物体表面或双手指曲面从指跟到指端来回涂擦个两次（一只手涂擦面积约30cm2），并随之转动采样拭子。（体积类）将ATP拭子采样棒一支在待测液体充分浸湿。检测：将拭子放入手持ATP仪，获得被测样本与细菌污染程度相对应的ATP生物荧光值，得出菌落数指标（详见下文操作步骤及定标评价）。另外天隆牌ATP仪自带的专用软件能自动将ATP荧光值储存、处理和传输。
以上取样、检测全过程在1分钟之内快速完成，比起24-48小时的传统细菌培养优势巨大。细菌数量与细菌内所含ATP量有明确的相关性，通过检测ATP含量可间接得出细菌数量，即ATP荧光检测仪检测结果显示的发光值——相对照度单位RLU读数与常规细菌培养法结果菌落数CFU具有很高的相关性，两者没有统计上的显著差异，因此这也是ATP荧光法细菌检测的理论基础。举例来说，某食品加工厂上班前使用ATP检测仪对生产工人进行手卫生检测，检测值<80RLU合格参考值时，判定洗手消毒合格；检测值≥80RLU合格参考值时判定洗手消毒不合格，需要重新洗手直至满足规定的合格参考值才能上岗工作，合格参考值（如80）的确定需科学合理，不同应用场合不建议规定统一的参考值，须根据不同品牌ATP荧光仪、ATP试剂、被测对象洁净度不同要求等具体情况和对一定量的检测数据进行统计学分析来确定。

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