基于智舌的致病性弧菌快速檢測(cè)方法的建立.pdf

1、水產(chǎn)品是國民膳食結(jié)構(gòu)和國家經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,但有毒有害因素對(duì)水產(chǎn)品的污染嚴(yán)重威脅其安全性,其中致病性弧菌是污染水產(chǎn)品最主要的病原微生物。致病性弧菌引起的食物中毒主要集中在夏秋季節(jié)的沿海地區(qū),在我國浙江、廣東、福建、天津和山東等地每年均有大小不同規(guī)模的爆發(fā)。此外,致病性弧菌也是日本、東南亞、美國等國家夏季的主要食源性致病菌。致病性弧菌對(duì)水產(chǎn)品安全的威脅引發(fā)了各國研究機(jī)構(gòu)的高度重視,目前,致病性弧菌已是國內(nèi)外衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的必檢項(xiàng)目?？梢?

2、快速、可靠、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的致病性弧菌檢測(cè)及監(jiān)控技術(shù)是各級(jí)檢驗(yàn)檢疫部門的迫切需求,更是水產(chǎn)品安全的有力保障。
　　 智能型電子舌(簡(jiǎn)稱智舌)是一種新型電子舌,是以組合脈沖弛豫為激發(fā)掃描信號(hào),輔以特定傳感器陣列,結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)方法構(gòu)建的一類電子舌。電子舌因其具有檢測(cè)速度快、信息量豐富、樣品前處理簡(jiǎn)單、成本低廉、能全面反映液體的綜合信息等特點(diǎn)而越來越受到國內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注。目前,電子舌在酒類、飲料、茶葉等食品的品質(zhì)評(píng)定等領(lǐng)域已經(jīng)顯示出巨

3、大的應(yīng)用潛力,但在微生物檢測(cè)領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。本課題率先對(duì)智舌在致病性弧菌的檢測(cè)方面做了嘗試性研究,初步探討用智舌結(jié)合適宜的統(tǒng)計(jì)分析方法,以同屬不同種的5種致病性弧菌為被檢菌,構(gòu)建一種新型的食品微生物快速檢測(cè)技術(shù)。本研究的主要內(nèi)容為:
　　 1.智舌示蹤特異性液體培養(yǎng)基中致病性弧菌的生長(zhǎng)將5種致病性弧菌(辛辛那提弧菌、溶藻弧菌、麥?zhǔn)匣【?、?chuàng)傷弧菌、擬態(tài)弧菌)接種于其相應(yīng)的特異性液體培養(yǎng)基中,從培養(yǎng)0h開始,利用智舌每隔1

4、h分別檢測(cè)這5個(gè)菌株的液體培養(yǎng)物,即利用智舌對(duì)這5種致病性弧菌的生長(zhǎng)趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究,然后結(jié)合PCA對(duì)信號(hào)采集裝置獲得的能夠反應(yīng)被測(cè)物整體綜合信息的大量原始變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。以得分圖上樣本點(diǎn)之間的離散度為判別依據(jù),評(píng)判各工作電極及其頻率段組合的示蹤效果。同時(shí)以分光光度法為參照方法驗(yàn)證智舌是否具有示蹤致病性弧菌生長(zhǎng)的能力。結(jié)果顯示:智舌示蹤5種致病性弧菌在其特異性培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)情況與分光光度法測(cè)定的結(jié)果相符,表明利用智舌監(jiān)測(cè)液體培養(yǎng)基中

5、致病性弧菌的生長(zhǎng)情況是可行的,證明智舌能靈敏地感測(cè)到弧菌在其不同生長(zhǎng)階段下液體培養(yǎng)物的差異性,有很大的持續(xù)研究?jī)r(jià)值。
　　 2.智舌對(duì)11種致病性弧菌的鑒別研究使用基于脈沖伏安法的智舌,對(duì)11種致病性弧菌——海魚弧菌、弗尼斯弧菌、麥?zhǔn)匣【⒒衾够【?、?chuàng)傷弧菌、辛辛那提弧菌、副溶血性弧菌、溶藻弧菌、河流弧菌、鯊魚弧菌、擬態(tài)弧菌的液體培養(yǎng)物進(jìn)行鑒別研究。在保證準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,為盡量在短時(shí)間內(nèi)得到11種致病性弧菌的鑒別結(jié)果,本研究用

6、智舌分別對(duì)培養(yǎng)1 h、2 h、3 h24h的致病性弧菌液體培養(yǎng)物進(jìn)行鑒別研究,再采用PCA對(duì)智舌采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到各電極及頻率段組合的主成分得分圖,對(duì)其進(jìn)行分析、比較區(qū)分辨識(shí)效果,然后確定能夠?qū)⒅虏⌒曰【鷧^(qū)分開的最短時(shí)間和最佳的電極及頻率段組合。結(jié)果顯示,智舌結(jié)合PCA能很好地鑒別11種致病性弧菌,鑒別區(qū)分能力強(qiáng)的電極及對(duì)應(yīng)頻率段分別為:麥?zhǔn)匣【?銀電極10 Hz及100Hz,鈀電極100Hz和鎢電極的1 Hz及10 Hz頻率段;

7、溶藻弧菌:金電極1 Hz及100 Hz,鈦電極10 Hz及100 Hz,銀電極的1 Hz及100 Hz頻率段;辛辛那提弧菌:金電極1 Hz及10 Hz,鈦電極1 Hz及100 Hz,鎢電極的1 Hz頻率段;創(chuàng)傷弧菌:鈀電極1 Hz,鈦電極的1 Hz及10 Hz,鎢電極10 Hz及100 Hz頻率段;擬態(tài)弧菌:鈀電極10 Hz,鈦電極的1Hz,金電極1 Hz及100 Hz頻率段。這進(jìn)一步證明了智舌對(duì)不同種致病性弧菌液體培養(yǎng)物差異的敏感性。

8、
　　 3.基于智舌和簇類的獨(dú)立軟模式識(shí)別法(soft independent modeling ofclass analogy,SIMCA)的5種致病性弧菌模式識(shí)別單元的構(gòu)建智舌傳感系統(tǒng)通過傳感器檢測(cè)5種致病性弧菌的液體培養(yǎng)物,結(jié)合SIMCA建立5種致病性弧菌的PCA數(shù)學(xué)模型,再用訓(xùn)練集和檢驗(yàn)集樣本對(duì)經(jīng)過初篩的PCA模型進(jìn)行回判及檢驗(yàn),根據(jù)PCA模型的判別效率確定每種菌的最佳判別模型(最佳的電極及頻率段組合)。最后用最佳的判別