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細菌是一種廣泛存在于自然界的原核微生物，具有體型微小（0.5~5 μm）、結構簡單、繁殖迅速、容易變異及環境適應能力強等特點，對人們的日常生活與生產具有諸多影響。一方面，細菌可以寄生在人的消化道與人形成穩定的共生關系，也可以為人類所利用，構建各種基因工程菌用于食品生產、藥品生產及環境凈化等。例如，以乳酸菌為代表的益生菌被廣泛應用于酸奶和飲料的制作，其相關產品由于兼具美味和保健功能而備受消費者的青睞。另外一方面，細菌會分解食品中的營養物質，導致食品營養流失、風味改變及保質期內變質；一些具有重大危害性的致病菌如志賀氏菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的存在直接威脅到消費者的生命健康；隨著抗生素被大量和長期使用，特別是濫用和誤用，細菌耐藥性問題日趨嚴重，目前已成為當今人類抗感染治療中面臨的最嚴峻的挑戰之一。因此，發展快速、靈敏、特異的細菌檢測分析方法對食品安全、環境檢測、疾病機理及診斷治療和生物恐怖襲擊的防范等方面具有重要意義。
隨著科學技術的不斷發展，目前可用于細菌檢測和分析的方法多種多樣。第一類是傳統的基于平板培養的方法，簡稱平板培養法。但是，該方法工作量大、實驗耗材多、實驗周期長以及只能培養自然環境中的一小部分微生物。第二類是基于多細胞測定的細菌分析方法，比如聚合酶鏈式反應技術（PCR）、酶聯免疫反應實驗（ELISA）、代謝組學技術和各種生物傳感技術等。基于多細胞測定的分析方法通過分析細菌的特定成分來間接反映細菌的存在，這些特定成分有可能只是細菌裂解后釋放的分子，無法證實一個完整細菌的真實存在，不能同時對細菌的生理狀態進行表征，可獲得的信息量非常有限。第三類是單細胞水平的細菌檢測方法，比如顯微鏡觀察、流式細胞儀（FCM）分析和微流控芯片技術等。理想的單細胞水平檢測應具備高靈敏度和高通量兩個條件，然而，目前主流的單細胞水平分析方法絕大多數只能滿足上述條件之一。
流式細胞術被認為有潛力取代傳統的平板培養法成為未來檢測細菌的標準方法。 細菌粒徑較小，內部結構簡單，自身表達的生物分子數目較低（如低豐度的膜蛋白表達），無法標記足夠多的熒光探針，因此，它們產生的散射光和熒光信號都較弱.傳統流式細胞儀由于檢測靈敏度的限制，無法檢測粒徑小于500 nm或熒光信號小于數百個FITC當量的細菌,然而相當一部分的細菌的粒徑小于這個尺寸. 與傳統的流式細胞儀相比，納米流式檢測儀的散射檢測靈敏度較傳統流式細胞儀提高 3-5 個數量級，熒光檢測靈敏度較傳統流式細胞儀提升幾百倍。 納米流式檢測儀已經在細菌檢測方面有諸多應用案例。
近幾年來，表面增強拉曼光譜被越來越多地應用于微生物單細胞的研究中，它可以快速無損地檢測微生物細胞內的特征化學組分。典型的單個微生物細胞的拉曼光譜包含核酸、蛋白質、碳水化合物、脂質和色素（例如類胡蘿卜素）等信息，這些信息能夠表征微生物細胞的基因型、表型和生理狀態。所以表面增強拉曼光譜是一種可用于區分微生物樣品的“生物指紋”技術，它可用于研究單個微生物細胞生命階段的轉變、鑒定微生物單細胞中的色素及其他化合物的含量變化等。表面增強拉曼光譜能夠實現細菌的高靈敏、快速檢測。
文章來源：廈門福流生物科技有限公司
文章鏈接：細菌檢測
文字報道：洪巖
文章編輯：董榮錄
