根據世界衛生組織統計,全球每年因食源性疾病導致約6億人患病、42萬人死亡。傳統檢測方法依賴微生物培養和生化反應,檢測周期長、操作繁瑣,難以應對現代食品供應鏈的快速流轉需求。更嚴峻的是,隨著食品加工工藝復雜化和國際貿易頻繁,食源性致病菌呈現出種類多樣化、耐藥性增強的趨勢,傳統方法的漏檢率和誤判率居高不下。基于核酸擴增的熒光PCR技術,為食源性致病菌的檢測提供了有效分子工具。
熒光PCR的“火眼金睛”
熒光PCR技術的技術的核心是模擬DNA的天然復制過程,通過高溫變性、低溫退火、適溫延伸三個步驟,在數小時內將目標DNA片段擴增數百萬倍。即使樣本中僅含有幾個致病菌的DNA分子,也能被精準捕捉。
以TaqMan探針技術為例,這種熒光標記的探針會像“分子信標”一樣特異性結合目標DNA。當DNA聚合酶在擴增過程中切斷探針時,原本被淬滅的熒光信號就會釋放出來。通過實時監測熒光強度變化,不僅能定性判斷是否存在致病菌,還能定量分析其濃度。這種“擴增-檢測-分析”一體化的設計,讓檢測流程從“馬拉松”變成了“百米沖刺”。
應用實踐
熒光PCR技術的應用正在重塑食品產業鏈的安全防線。
1、乳制品檢測:加利福尼亞的乳制品企業,使用該技術可在24 h內檢測出單核細胞增生李斯特菌,靈敏度達95.2%,為冷鏈運輸中的風險管控提供了關鍵支撐。
2、肉類安全:非洲豬瘟疫情防控中,實時熒光PCR儀成為養殖場的“標配”。通過檢測血液或組織樣本中的病毒DNA,最快2 h就能確診,比傳統ELISA方法快3倍,且檢測下限低至10拷貝/反應。
3、加工食品監管:針對2025年315曝光的餐飲后廚衛生問題,監管部門采用便攜式熒光PCR設備對砧板、刀具等接觸面進行快速檢測。某連鎖餐廳的抽檢結果顯示,使用該技術后,大腸菌群超標檢出率從傳統方法的28%提升至41%,有效倒逼企業改善衛生條件。
標準革新:廣東先行的產業范式
2025年2月,廣東省食品流通協會正式發布《食品中致病菌快速檢測方法 熒光PCR法》團體標準(T/GDFCA110—2025)。該標準整合了UNG防污染體系和凍干劑型試劑,配合國產小型化熒光PCR儀,實現了“樣本進-結果出”的全流程自動化。 將處理后的樣本加入試劑盒,放入儀器后一鍵啟動,3 h內電腦屏幕上即可清晰顯示出沙門氏菌、大腸桿菌等6種致病菌的檢測結果。該技術不僅檢測速度快且檢測靈敏度達到0.1CFU/g,比傳統方法高出10倍。
更值得關注的是,該標準在質量控制上設置了嚴格的“三重保險”:內源性內標監控樣本處理過程,陽性對照驗證檢測體系有效性,陰性對照排除污染風險。通過多輪實驗室間比對,檢測結果的重復性變異系數(CV)小于0.5%,再現性差異控制在1個循環閾值(Ct值)以內,達到國際先進水平。
未來展望:更令人振奮的是,人工智能正在賦能檢測流程優化。通過機器學習分析海量檢測數據,系統能自動優化引物設計和反應條件,將檢測時間進一步縮短。有研究指出,AI輔助判讀系統,可識別出傳統方法難以區分的致病菌亞型,使檢測精準度提升至99.7%。
結語:從實驗室的精密儀器到生產一線的快速檢測,熒光PCR技術正在成為守護食品安全的“盾牌”。廣東省推動的標準化進程,不僅提升了檢測效率和準確性,更通過產業協同構建起覆蓋全鏈條的防控網絡。隨著技術成本下降和設備小型化,這項技術正在從大型機構走向基層監管部門,甚至有望進入家庭消費場景。 正如廣州國際生物島上的科研人員所言:“我們不僅要讓檢測更快更準,更要讓技術觸手可及。當每一份食品都能通過“分子身份證”證明自身安全時,消費者才能真正吃得放心、吃得安心。在這場沒有硝煙的食安保衛戰中,熒光PCR技術正以其精準、高效的特性,為公眾健康筑起一道堅實的科技防線。
參考文獻:LI P, FENG X, CHEN B, WANG X, LIANG Z, WANG L. The Detection of Foodborne Pathogenic Bacteria in Seafood Using a Multiplex Polymerase Chain Reaction System[J]. Foods, 2022, 11(23).
來源:微生物安全與健康網,作者~武劍。