微生物檢測實驗室常見的儀器設備
實驗室的儀器設備是指用于教學、科研、技術開發(fā)試驗而設置的儀器設備。通常人們習慣將通用于測試的儀器設備稱作儀器,而將較大型的用于制作和生產(chǎn)性質(zhì)的儀器設備稱為設備。隨著科學技術的不斷發(fā)展,現(xiàn)代的儀器設備既有制作、生產(chǎn)的功能,又具有測試功能,也就是說,由于測試、制作和生產(chǎn)分不開,使得與其相關的儀器和設備也難以劃分和界定。因此,人們便將儀器和設備通稱為儀器設備。
開展食品微生物檢測工作,離不開實驗室的儀器設備。具有適合于食品微生物檢測功能且狀態(tài)良好的儀器設備,是獲得高質(zhì)量實驗室檢測結果的要求之一。食品微生物檢測實驗室的儀器設備主要包括有以下幾類。
一、保證檢測用無菌環(huán)境的儀器設備
生物安全柜和超凈工作臺是用于實驗室的主要隔離設備。生物安全柜可有效防止有害懸浮微粒的擴散,為操作者、樣品以及環(huán)境提供相對無菌的安全保護;超凈工作臺是基于層流設計原理,通過高效過濾器以獲得在操作臺的上部空間形成局部無菌、潔凈的區(qū)域。與生物安全柜相比,超凈工作臺具有結構簡單、成本低廉、運用廣泛的特點。
生物安全柜是為操作原代培養(yǎng)物、菌毒株及診斷性標本等具有感染性的實驗材料時,用來保護操作者本人、實驗室環(huán)境以及實驗材料,使其避免暴露于上述操作過程中可能產(chǎn)生的感染性氣溶膠和濺出物而設計的。因此,GB19489-2008《實驗室生物安全通用要求》中明確要求,生物安全二級實驗室應在實驗室內(nèi)配備生物安全柜。
生物安全柜常使用一次性接種環(huán)或電熱式接種環(huán)滅菌器。電熱式接種環(huán)滅菌器配有硼硅酸玻璃或陶瓷保護罩,可減少接種環(huán)滅菌時感染性物質(zhì)的飛濺和散布,但電熱式接種環(huán)滅菌器會擾亂氣流,因此,應置于生物安全柜中靠近工作表面后緣的地方。
二、保證檢測用實驗用品與用具無菌（滅菌）的儀器設備
在食品微生物實驗室中,用于滅菌的設備通常為高壓蒸汽滅菌器或用于干熱滅菌的干燥箱。
高壓蒸汽滅菌器是應用最廣、效果最好的滅菌器,廣泛用于培養(yǎng)基、生理鹽水、廢棄培養(yǎng)物等物品的滅菌。其種類有手提式、立式、臥式等,目前大部分高壓蒸汽滅菌器具有自動過程控制。干燥箱主要用于金屬、玻璃器皿的干熱滅菌。而離子輻射和環(huán)己烷滅菌設備由于具有較大的毒性,通常只用于對熱敏感物質(zhì)的滅菌。
接種環(huán)的滅菌通常使用酒精燈,但紅外線加熱滅菌器或滅菌噴燈等設備由于具有使用安全的特點,為接種環(huán)的滅菌帶來了更多的便利,無疑將是酒精燈的替代品。
三、滿足微生物恒溫生長培養(yǎng)的儀器設備
微生物培養(yǎng)的設備為培養(yǎng)箱、搖床和水浴鍋等。其中培養(yǎng)箱是微生物培養(yǎng)的主要設備,可分為恒溫培養(yǎng)箱、恒溫恒濕培養(yǎng)箱、低溫培養(yǎng)箱、高溫培養(yǎng)箱、微需氧培養(yǎng)箱和厭氧培養(yǎng)箱等。根據(jù)使用需要,實驗室可以設定不同溫度專用培養(yǎng)箱,例如37℃、30℃、25℃等。
搖床可提供一定的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)轉速,主要用于好氧菌的增菌培養(yǎng)。水浴鍋是培養(yǎng)設備的補充,但需要注意水浴鍋內(nèi)水的液面要高于培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)試管中增菌液的液面。
四、樣品處理的儀器設備
樣品處理的儀器設備可分為樣品保存用和制備用儀器設備。
樣品保存用設備主要為冰箱和冰柜。溫度范圍為2℃~8℃的冷藏箱,可用于微生物樣品的解凍,解凍時間不超過18h;如果樣品無法及時處理,可將樣品放于-20℃的冰柜中保存。
樣品制備用設備包括天平、均質(zhì)器、振蕩器、磁力攪拌器等。其中均質(zhì)器可分為拍擊式均質(zhì)器和旋片式均質(zhì)器。水質(zhì)檢測采用濾膜法時可用到抽濾系統(tǒng)和膜過濾系統(tǒng)。此外,移液器、玻璃吸管等都是樣品處理時所使用的設備。
五、標準物質(zhì)、血清、試劑等保存用儀器設備
標準物質(zhì)、血清、試劑等保存用儀器設備主要為冰箱和冰柜。冰箱冷藏溫度2℃~8℃,可保存培養(yǎng)基、血清、菌種、某些試劑、藥品等;冰柜冷凍溫度一般在-20℃以下,可用于菌種、某些試劑的保存。此外,超低溫冰箱的溫度可以達到一70℃以下,亦可用于菌種的保存。
標準物質(zhì)可采用冷凍干燥的方式進行保存,其中凍干機是常用于標準菌株、標準物質(zhì)以及標準品凍干保存的設備。真空冷凍干燥法保藏菌種和標準物質(zhì)克服了簡單保藏方法的不足,有利于菌種、標準物質(zhì)保藏,使微生物始終處于低溫、干燥和缺氧的條件,因而是迄今為止最有效的菌種保藏法之一。
六、目標微生物篩選和鑒定用的儀器設備
20世紀70年代以來,化學分析檢測自動化的發(fā)展使得開發(fā)自動化微生物鑒定系統(tǒng)成為可能,自動化微生物鑒定系統(tǒng)開始出現(xiàn)并逐漸被廣泛應用到食品微生物檢測方面。食品微生物實驗室檢測的微生物主要屬于腸道菌、非發(fā)酵菌、厭氧菌、芽孢桿菌和真菌等。各種自動微生物鑒定系統(tǒng)多是針對它們開發(fā)的不同的數(shù)據(jù)庫。
微生物篩選用儀器設備主要包括 VIDAS篩選儀、PCR儀、熒光PCR儀等。微生物鑒定用儀器設備主要包括: VITEK自動鑒定和藥敏系統(tǒng)、 Phoenix自動微生物系統(tǒng)、 Biolog系統(tǒng)、Msm系統(tǒng),Sire光系統(tǒng)、ATB鑒定系統(tǒng)、 PASCO系統(tǒng)、 Sherlock微生物鑒定系統(tǒng)、BAX系統(tǒng)和 Ribo Printer徽生物鑒定系統(tǒng)等。
隨著新技術的不斷應用,一些新的儀器設備包括基因芯片儀、焦磷酸測序儀、生物傳感器、變性高效液相色譜和飛行時間質(zhì)譜儀等,也在微生物鑒定中得到了應用。
各種鑒定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫覆蓋范圍差異較大,自產(chǎn)品開發(fā)成功以來都經(jīng)歷過數(shù)次更新,發(fā)展水平很不一致。此外,微生物的分類也是不斷變化的。隨著研究的不斷深入、新技術的不斷應用和新分類手段的不斷出現(xiàn),細菌種類的增加非常迅速,如原先的某種菌被并入另一種已知菌或者菌種名稱發(fā)生改變,那么鑒定系統(tǒng)的生產(chǎn)商就必須跟上并做出相應的調(diào)整。當然這并不是說產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫更新得越快越好,如果不根據(jù)增加的新種類改進已有的生化鑒定項目,那么單純性增加數(shù)據(jù)庫中的分類條目并不能提高鑒定系統(tǒng)的準確度。由于改進生化項目同時增加數(shù)據(jù)庫條目的成本非常高。所以生產(chǎn)商在產(chǎn)品更新和成本之間做出的權衡都很慎重。鑒于上述這些情況,用戶們很難在這些產(chǎn)品之間進行精確的比較并作出優(yōu)劣的評判,食品微生物實驗室只能根據(jù)自己實驗室檢測微生物項目的情況選擇適宜的鑒定用儀器設備。
七、其他常用的儀器設備
1.顯微鏡 : 主要有普通光學顯微鏡、熒光顯微鏡、相差顯微鏡等。一般在觀察細菌、酵母菌、霉菌和放線菌等較大微生物的形態(tài)和運動性時,可應用普通光學顯微鏡,最常用的放大倍數(shù)為1000倍~1500倍。熒光顯微鏡主要用于觀察帶有熒光物質(zhì)的微小物體或經(jīng)熒光染料染色后的微小物體。相差顯微鏡主要用于觀察活的微生物細胞結構,如鞭毛運動等。
2.天平 : 常用天平有托盤天平和電子天平。托盤天平往往是在對稱量要求不嚴格的情況下使用。而電子天平則對稱量要求相對精確,常用于培養(yǎng)基的稱量和樣品制備時的稱量。由于電子天平的廣泛應用,目前托盤天平的使用已逐漸減少.
3.溫度計 : 主要用于溫控設備的溫度測量和校準。
4.pH計 : 主要用于培養(yǎng)基和診斷試劑酸堿度的測量。
5.純水器 : 主要用于試驗用水的制備。
6.菌落計數(shù)器 : 主要用于細菌菌落的計數(shù)。
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