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全自動菌落計數儀應用領域介紹

來源：杭州迅數科技有限公司   2013年01月25日 14:04  

     在現今的高薪科學技術下，全自動菌落計數儀因其使用的自動化程度高、分析結果可核對、樣品信息可留存等，已逐漸被越來越多的科研院所、衛生疾控部分所喜愛。迅數科技有限公司是專業從事微生物分析測試技術研究與儀器裝備生產的高科技公司。目前主要生產自動菌落計數儀、螺旋接種微生物菌落分析儀、抑菌圈測量儀、β_內酰胺測定儀、抗生素效價分析儀、藻類計數儀、藻類輔助鑒定系統、浮游動物計數儀、生物顯微分析系統等產品。產品廣泛應用于科學研究、檢驗檢疫、質量監督、環境監測、疾控中心、藥品與生物制品檢定、食品藥品日化生產、以及鋼鐵石化化工電力等領域。

簡單介紹幾類應用領域：

菌落計數

在常規的微生物學實驗中，不管是食品 衛生細菌學檢測，還是藥品微生物限度檢查，還是研究活性物質的抑菌性能實驗，都常常需要對樣品中的微生物進行定量或者濃度計算；眾多微生物定量方法中zui常用的就是對培養后的皮氏培養皿上所生長菌落進行總數統計的菌落總數統計定量方法。
菌落總數統計定量方法因為它的準確性、靈敏性、簡便經濟和可產生純培養等優點而自19世紀末Koch和Petri先后發明固體培養基和雙層培養皿后沿用至今。100多年以來，這種方法在新型培養基配方方面產生了很多改進和發明，然而在zui耗費人力和影響準確性的菌落計數環節進展不大。
目前，大多數實驗室仍采用傳統的人工肉眼結合菌落計數器的計數方法：借助放大鏡的觀察，用計數筆點擊每一個菌落，計數器計數每一個點擊產生的壓力電子脈沖得出總數。這樣雖然成本低廉，但有以下幾大缺點：
 1.識別和記數錯漏：所有的計數都依靠對壓力脈沖產生次數的記錄，不同人員的操作產生的壓力不同就難免產生漏記，而且計數的結果也因操作人員對菌落的識別經驗不同而產生差異，系統偏差較大。
2. 標記和修正不便：肉眼計數和菌落計數器計數都依靠計數筆在被統計的菌落上留下墨水筆跡來進行標記，因此在存在密集菌落的情況下就標記不便，而且發現誤統計時需擦去墨水痕跡導致修正不便。
3.效率低下：肉眼計數和菌落計數器計數都需要人工用肉眼識別每一個菌落，因此一旦樣品較多就會耗費大量的時間，影響研究或是結果報告的效率。
 4. 原始結果無法保存：在做完統計后，留下了一個統計數字，而對記錄和驗證實驗結果很重要的培養平板表面菌落生長狀況卻因為平板的洗掉而無法保存。
迅數科技全自動菌落計數儀利用高保真光學鏡頭和高分辨率CCD數字成像技術以及迅數Colonfast菌落圖像智能識別技術；1秒鐘完成平板上所有菌落的智能識別、自動標記和累加計數；適合細菌、霉菌、酵母菌、放線菌菌落計數和菌落形態分析；支持各種類型的平板，如傾注平板、涂布平板、膜濾平板、3M紙片等,同時保存高清晰微生物菌落圖片。
噬菌體計數
    噬菌體的效價是指1ml培養液中含侵染性的噬菌體粒子數。一般一個噬菌體形成一個噬菌斑，故可根據一定體積的噬菌體培養液所出現的噬菌斑形成單位（plaque-forming unit ，PFU），計算出噬菌體的效價。
噬菌斑（Plaque）：將少量噬菌體與大量宿主細胞混合后，將此混合液與45℃左右的瓊脂培養基在培養皿中充分混勻，鋪平后培養。當一個噬菌體侵染一個敏感細胞后，不久即釋放出一群子代噬菌體，它們通過瓊脂層的擴散又侵染周圍的宿主細胞，并又引起它們裂解，如此經過多次重復經數小時至10余小時后，在平板表面布滿宿主細胞的菌苔上，肉眼就可看到的一個個透亮不長菌的小圓斑，這就是噬菌斑。
    由此可見，噬菌斑的形成與細菌菌落的形成有點相似，所不同的只是噬菌斑甚像一個“負菌落”。迅數全自動菌落分析儀可應用于噬菌斑平板計數的自動化。
重組克隆篩選
重組克隆篩選又稱為藍白斑篩選,是在指示培養基上用顏色直接篩選重組克隆的方法。迅數-全自動菌落分析儀的顏色識別功能模塊可以出色的區分出培養基圖象上的藍色/白色菌落，在一秒內獲取培養基上藍色或者白色菌落數極其與菌落總數的比值。
    藍白斑篩選是根據載體的遺傳特征篩選重組子，如α-互補、抗生素基因等。現在使用的許多載體都帶有一個大腸桿菌的DNA的短區段，其中有β-半乳糖苷酶基因（lacZ）的調控序列和前146個氨基酸的編碼信息。在這個編碼區中插入了一個多克隆位點（MCS），它并不破壞讀框，但可使少數幾個氨基酸插入到β-半乳糖苷酶的氨基端而不影響功能，這種載體適用于可編碼β-半乳糖苷酶C端部分序列的宿主細胞。因此，宿主和質粒編碼的片段雖都沒有酶活性，但它們同時存在時，可形成具有酶學活性的蛋白質。這樣，lacZ基因在缺少近操縱基因區段的宿主細胞與帶有完整近操縱基因區段的質粒之間實現了互補，稱為α-互補。由α-互補而產生的LacZ+細菌在誘導劑IPTG的作用下，在生色底物X-Gal存在時產生藍色菌落，因而易于識別。然而，當外源DNA插入到質粒的多克隆位點后，幾乎不可避免地導致無α-互補能力的氨基端片段，使得帶有重組質粒的細菌形成白色菌落。這種重組子的篩選，又稱為藍白斑篩選。如用藍白斑篩選則經連接產物轉化的鈣化菌平板37℃溫箱倒置培養12-16hr后，有重組質粒的細菌形成白色菌落。

工業循環水的微生物監測
       工業循環冷卻水系統中由于溫度適宜、pH值適中、營養源豐富，極易繁衍滋生細菌、真菌和藻類等微生物，微生物分泌產生的粘液與水中各種懸浮雜質，粘合在一起而形成的粘泥，是循環冷卻水處理中三大危害（結垢、菌藻滋生和腐蝕）之一。因系統中生物粘泥會導致水質惡化、管道堵塞、設備腐蝕和系統傳熱效率下降，工業循環水處理系統要定期進行藥劑投放殺菌滅藻及生物粘泥剝離處理。而工業循環水處理系統的微生物菌落總數的動態監測，可以發現問題及時采取處理措施。
要實現菌落總數的動態監測，增加分析頻度是關鍵。目前國家標準中工業循環冷卻水和電子級水的細菌總數測定是標準平皿計數法（Standard Plate Counting,SPC），這種標準方法雖然準確但需經過水樣采集，梯度稀釋，培養和人工計數等步驟，操作繁瑣，人力物力消耗大。近年來環境監測機構如寶鋼環境監測站，中石油蘭州石化環境檢測中心等單位紛紛引入自動化菌落計數設備-全自動菌落分析儀來滿足增加細菌分析頻度的需要。經驗證，這種全自動菌落分析儀數秒就能準確計算出一個平板上幾千個微小菌落，因此可以省卻煩瑣的樣品梯度稀釋步驟和實驗材料損耗；因為是機器自動菌落計數，又省卻了重復枯燥容易疲勞的人工計數步驟，使工作人員完成每天的微生物檢測工作。

細菌計數-螺旋平板法
 

       螺旋接種菌落計數方法是一種新的食品，化妝品以及研究用樣品中微生物的快速定量方法。這種螺旋接種菌落計數方法創建于1976年，由Donnelly, C.B., J.E. Gilchrist等人zui先提出，經過20多年的實際應用，國外微生物學界已經普遍認可，并列為分析化學家協會（AOAC）的*方法，已被美國食品藥品監督管理局（FDA）收錄為國家標準。

螺旋接種菌落計數是依據阿基米德螺旋原理，使樣品以對數規律螺旋線形式接種在平板上。樣品接種后，菌落即分布在螺旋軌跡上，隨半徑的增加分布得越來越稀。采用特殊的計數柵格，自平板外周向中央對平皿上的菌落進行計數，即可得到樣品中微生物的數量。螺旋接種菌落計數方法加樣量，菌落分布均勻，且可以很大程度上減少或免除樣本稀釋過程，因此在國外食品藥品的菌落計數實驗中得到廣泛應用。2008年1月，中國國家質量監督檢驗檢疫總局也通過審定了中國的SN行業標準-“食品和化妝品中的菌落計數檢驗方法-螺旋平板法”，于2009年2月1日正式實施。
迅數G6全自動菌落分析儀包含“螺旋接種平板分析模塊（Shineso spiral plate counter）”，符合國家質檢總局SN標準和美國FDA螺旋計數標準，并可兼容分析螺旋接種儀（西班牙IUL,美國SBI）接種的螺旋平板，其兼容性已在中國微生物研究和檢測機構得到驗證。

抑菌圈測量 

抑菌圈測量是微生物分析的經典方法。它是利用抑菌物質在涂布特定試驗菌的瓊脂培養基內成球形立體狀擴散，抑制試驗菌的繁殖，在抑菌物質的周圍形成透明圈，即抑菌圈。 常規都是用游標卡尺手工測量抑菌圈的直徑，如今可以用儀器自動進行分析，提高檢測精度，減少測量誤差。
迅數-自動抑菌圈測量系統是通過CCD 采集數字圖像后，進行自適應差分濾波預處理，采用改進的四叉樹交叉熵分割算法進行準確快速的分析，檢測出抑菌圈直徑數據，zui后對數據建模統計，自動得到分析結果。所有分析過程只要一秒就可以完成。
手動測量存在的問題有： 
 1. 重現性差，準確性不夠：同一培養皿，不同的人測量結果有差異； 
 2. 當抑菌圈呈卵原形、邊緣模糊 或出現雙層圈 時，邊界確定的人為誤差大；
 3. 一個培養皿內有大量 抑菌圈時，如做菌種篩選時，無法人工測量；
 自動抑菌圈測量的好處在于：快速、精度高、重現性好、操作簡單。

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