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全自动菌落计数仪应用领域介绍

来源：杭州迅数科技有限公司 2013年01月25日 14:04

在现今的高薪科学技术下，全自动菌落计数仪因其使用的自动化程度高、分析结果可核对、样品信息可留存等，已逐渐被越来越多的科研院所、卫生疾控部分所喜爱。迅数科技有限公司是专业从事微生物分析测试技术研究与仪器装备生产的高科技公司。目前主要生产自动菌落计数仪、螺旋接种微生物菌落分析仪、抑菌圈测量仪、β_内酰胺测定仪、抗生素效价分析仪、藻类计数仪、藻类辅助鉴定系统、浮游动物计数仪、生物显微分析系统等产品。产品广泛应用于科学研究、检验检疫、质量监督、环境监测、疾控中心、药品与生物制品检定、食品药品日化生产、以及钢铁石化化工电力等领域。

简单介绍几类应用领域：

菌落计数

在常规的微生物学实验中，不管是食品卫生细菌学

检测，还是药品微生物限度检查，还是研究活性物质的抑菌性能实验，都常常需要对样品中的微生物进行定量或者浓度计算；众多微生物定量方法中zui常用的就是对培养后的皮氏培养皿上所生长菌落进行总数统计的菌落总数统计定量方法。

菌落总数统计定量方法因为它的准确性、灵敏性、简便经济和可产生纯培养等优点而自19世纪末Koch和Petri先后发明固体培养基和双层培养皿后沿用至今。100多年以来，这种方法在新型培养基配方方面产生了很多改进和发明，然而在zui耗费人力和影响准确性的菌落计数环节进展不大。

目前，大多数实验室仍采用传统的人工肉眼结合菌落计数器的计数方法：借助放大镜的观察，用计数笔点击每一个菌落，计数器计数每一个点击产生的压力电子脉冲得出总数。这样虽然成本低廉，但有以下几大缺点：

1.识别和记数错漏：所有的计数都依靠对压力脉冲产生次数的记录，不同人员的操作产生的压力不同就难免产生漏记，而且计数的结果也因操作人员对菌落的识别经验不同而产生差异，系统偏差较大。

2. 标记和修正不便：肉眼计数和菌落计数器计数都依靠计数笔在被统计的菌落上留下墨水笔迹来进行标记，因此在存在密集菌落的情况下就标记不便，而且发现误统计时需擦去墨水痕迹导致修正不便。

3.效率低下：肉眼计数和菌落计数器计数都需要人工用肉眼识别每一个菌落，因此一旦样品较多就会耗费大量的时间，影响研究或是结果报告的效率。

4. 原始结果无法保存：在做完统计后，留下了一个统计数字，而对记录和验证实验结果很重要的培养平板表面菌落生长状况却因为平板的洗掉而无法保存。

迅数科技全自动菌落计数仪利用高保真光学镜头和高分辨率CCD数字成像技术以及迅数Colonfast菌落图像智能识别技术；1秒钟完成平板上所有菌落的智能识别、自动标记和累加计数；适合细菌、霉菌、酵母菌、放线菌菌落计数和菌落形态分析；支持各种类型的平板，如倾注平板、涂布平板、膜滤平板、3M纸片等,同时保存高清晰微生物菌落图片。

噬菌体计数

噬菌体的效价是指1ml培养液中含侵染性的噬菌体粒子数。一般

一个噬菌体形成一个噬菌斑，故可根据一定体积的噬菌体培养液所出现的噬菌斑形成单位（plaque-forming unit ，PFU），计算出噬菌体的效价。

噬菌斑（Plaque）：将少量噬菌体与大量宿主细胞混合后，将此混合液与45℃左右的琼脂培养基在培养皿中充分混匀，铺平后培养。当一个噬菌体侵染一个敏感细胞后，不久即释放出一群子代噬菌体，它们通过琼脂层的扩散又侵染周围的宿主细胞，并又引起它们裂解，如此经过多次重复经数小时至10余小时后，在平板表面布满宿主细胞的菌苔上，肉眼就可看到的一个个透亮不长菌的小圆斑，这就是噬菌斑。

由此可见，噬菌斑的形成与细菌菌落的形成有点相似，所不同的只是噬菌斑甚像一个“负菌落”。迅数全自动菌落分析仪可应用于噬菌斑平板计数的自动化。

重组克隆筛选

重组克隆筛选又称为蓝白斑筛选,是在指示培养基上用颜色直接筛选重组克隆的方法。迅数-全自动菌落分析仪的颜色识别功能模块可以出色的区分出培养基图象上的蓝色/白色菌落，在一秒内获取培养基上蓝色或者白色菌落数极其与菌落总数的比值。
蓝白斑筛选是根据载体的遗传特征筛选重组子，如α-互补、抗生素基因等。现在使用的许多载体都带有一个大肠杆菌的DNA的短区段，其中有β-半乳糖苷酶基因（lacZ）的调控序列和前146个氨基酸的编码信息。在这个编码区中插入了一个多克隆位点（MCS），它并不破坏读框，但可使少数几个氨基酸插入到β-半乳糖苷酶的氨基端而不影响功能，这种载体适用于可编码β-半乳糖苷酶C端部分序列的宿主细胞。因此，宿主和质粒编码的片段虽都没有酶活性，但它们同时存在时，可形成具有酶学活性的蛋白质。这样，lacZ基因在缺少近操纵基因区段的宿主细胞与带有完整近操纵基因区段的质粒之间实现了互补，称为α-互补。由α-互补而产生的LacZ+细菌在诱导剂IPTG的作用下，在生色底物X-Gal存在时产生蓝色菌落，因而易于识别。然而，当外源DNA插入到质粒的多克隆位点后，几乎不可避免地导致无α-互补能力的氨基端片段，使得带有重组质粒的细菌形成白色菌落。这种重组子的筛选，又称为蓝白斑筛选。如用蓝白斑筛选则经连接产物转化的钙化菌平板37℃温箱倒置培养12-16hr后，有重组质粒的细菌形成白色菌落。

工业循环水的微生物监测

工业循环冷却水系统中由于温度适宜、pH值适中、营养源丰富，

极易繁衍滋生细菌、真菌和藻类等微生物，微生物分泌产生的粘液与水中各种悬浮杂质，粘合在一起而形成的粘泥，是循环冷却水处理中三大危害（结垢、菌藻滋生和腐蚀）之一。因系统中生物粘泥会导致水质恶化、管道堵塞、设备腐蚀和系统传热效率下降，工业循环水处理系统要定期进行药剂投放杀菌灭藻及生物粘泥剥离处理。而工业循环水处理系统的微生物菌落总数的动态监测，可以发现问题及时采取处理措施。

要实现菌落总数的动态监测，增加分析频度是关键。目前国家标准中工业循环冷却水和电子级水的细菌总数测定是标准平皿计数法（Standard Plate Counting,SPC），这种标准方法虽然准确但需经过水样采集，梯度稀释，培养和人工计数等步骤，操作繁琐，人力物力消耗大。近年来环境监测机构如宝钢环境监测站，中石油兰州石化环境检测中心等单位纷纷引入自动化菌落计数设备-全自动菌落分析仪来满足增加细菌分析频度的需要。经验证，这种全自动菌落分析仪数秒就能准确计算出一个平板上几千个微小菌落，因此可以省却烦琐的样品梯度稀释步骤和实验材料损耗；因为是机器自动菌落计数，又省却了重复枯燥容易疲劳的人工计数步骤，使工作人员完成每天的微生物检测工作。

细菌计数-螺旋平板法

螺旋接种菌落计数方法是一种新的食品，化妆品以及研究用样品中微生物的快速定量方法。这种螺旋接种菌落计数方法创建于1976年，由Donnelly, C.B., J.E. Gilchrist等人zui先提出，经过20多年的实际应用，国外微生物学界已经普遍认可，并列为分析化学家协会（AOAC）的*方法，已被美国食品药品监督管理局（FDA）收录为国家标准。

螺旋接种菌落计数是依据阿基米德螺旋原理，使样品以对数规律螺旋线形式接种在平板上。样品接种后，菌落即分布在螺旋轨迹上，随半径的增加分布得越来越稀。采用特殊的计数栅格，自平板外周向中央对平皿上的菌落进行计数，即可得到样品中微生物的数量。螺旋接种菌落计数方法加样量，菌落分布均匀，且可以很大程度上减少或免除样本稀释过程，因此在国外食品药品的菌落计数实验中得到广泛应用。2008年1月，中国国家质量监督检验检疫总局也通过审定了中国的SN行业标准-“食品和化妆品中的菌落计数检验方法-螺旋平板法”，于2009年2月1日正式实施。
迅数G6全自动菌落分析仪包含“螺旋接种平板分析模块（Shineso spiral plate counter）”，符合国家质检总局SN标准和美国FDA螺旋计数标准，并可兼容分析螺旋接种仪（西班牙IUL,美国SBI）接种的螺旋平板，其兼容性已在中国微生物研究和检测机构得到验证。

抑菌圈测量

抑菌圈测量是微生物分析的经典方法。它是利用抑菌物质

在涂布特定试验菌的琼脂培养基内成球形立体状扩散，抑制试验菌的繁殖，在抑菌物质的周围形成透明圈，即抑菌圈。常规都是用游标卡尺手工测量抑菌圈的直径，如今可以用仪器自动进行分析，提高检测精度，减少测量误差。

迅数-自动抑菌圈测量系统是通过CCD 采集数字图像后，进行自适应差分滤波预处理，采用改进的四叉树交叉熵分割算法进行准确快速的分析，检测出抑菌圈直径数据，zui后对数据建模统计，自动得到分析结果。所有分析过程只要一秒就可以完成。

手动测量存在的问题有：

1. 重现性差，准确性不够：同一培养皿，不同的人测量结果有差异；

2. 当抑菌圈呈卵原形、边缘模糊或出现双层圈时，边界确定的人为误差大；

3. 一个培养皿内有大量抑菌圈时，如做菌种筛选时，无法人工测量；

自动抑菌圈测量的好处在于：快速、精度高、重现性好、操作简单。

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