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性質的儀器設備稱為設備。隨著科學技術的不斷發展,現代的儀器設備既有制作、生產的功能,又具有測試功能,也就是說,由于測試、制作和生產分不開,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良好的儀器設備,是獲得高質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、實驗室環境以及實驗材料,使其避免暴露于上述操作過程中可能產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配備生物安全柜。
生物安全柜常使用一次性接種環或電熱式接種環滅菌器。電熱式接種環滅菌器配有硼硅酸玻璃或陶瓷保護罩,可減少接種環滅菌時感染性物質的飛濺和散布,但電熱式接種環滅菌器會擾亂氣流,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,廣泛用于培養基、生理鹽水、廢棄培養物等物品的滅菌。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的滅菌。
接種環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的儀器設備
微生物培養的設備為培養箱、搖床和水浴鍋等。其中培養箱是微生物培養的主要設備,可分為恒溫培養箱、恒溫恒濕培養箱、低溫培養箱、高溫培養箱、微需氧培養箱和厭氧培養箱等。根據使用需要,實驗室可以設定不同溫度專用培養箱,例如37℃、30℃、25℃等。
搖床可提供一定的培養溫度和培養轉速,主要用于好氧菌的增菌培養。水浴鍋是培養設備的補充,但需要注意水浴鍋內水的液面要高于培養瓶或培養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、均質器、振蕩器、磁力攪拌器等。其中均質器可分為拍擊式均質器和旋片式均質器。水質檢測采用濾膜法時可用到抽濾系統和膜過濾系統。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、血清、試劑等保存用儀器設備
標準物質、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克服了簡單保藏方法的不足,有利于菌種、標準物質保藏,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展使得開發自動化微生物鑒定系統成為可能,自動化微生物鑒定系統開始出現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、非發酵菌、厭氧菌、芽孢桿菌和真菌等。各種自動微生物鑒定系統多是針對它們開發的不同的數據庫。
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、 Phoenix自動微生物系統、 Biolog系統、Msm系統,Sire光系統、ATB鑒定系統、 PASCO系統、 Sherlock微生物鑒定系統、BAX系統和 Ribo Printer徽生物鑒定系統等。
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譜儀等,也在微生物鑒定中得到了應用。
各種鑒定系統的數據庫覆蓋范圍差異較大,自產品開發成功以來都經歷過數次更新,發展水平很不一致。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,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生改變,那么鑒定系統的生產商就必須跟上并做出相應的調整。當然這并不是說產品數據庫更新得越快越好,如果不根據增加的新種類改進已有的生化鑒定項目,那么單純性增加數據庫中的分類條目并不能提高鑒定系統的準確度。由于改進生化項目同時增加數據庫條目的成本非常高。所以生產商在產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品之間進行精確的比較并作出優劣的評判,食品微生物實驗室只能根據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和運動性時,可應用普通光學顯微鏡,最常用的放大倍數為1000倍~1500倍。熒光顯微鏡主要用于觀察帶有熒光物質的微小物體或經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.菌落計數器 : 主要用于細菌菌落的計數。
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