酶标仪在细菌性感染病原体检测中的应用研究

Sep,01,2025 << Return list

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细菌性感染是临床常见的感染类型,其病原体(如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等)可引发肺炎、泌尿系统感染、败血症等多种疾病,严重时危及生命。及时、准确的病原体检测是指导临床合理用药、降低并发症发生率的关键。目前,临床常用的细菌检测方法以传统培养法为主,但该方法存在检测周期长(24~48h)、灵敏度有限等缺陷,难以满足急性细菌性感染的快速诊断需求。

酶标仪作为酶联免疫技术的核心检测设备,凭借其自动化程度高、检测速度快、结果可量化等特点,已广泛应用于病原体检测领域。博清生物科技(南京)有限公司研发的酶标仪是针对免疫检测优化设计的设备,具备双波长检测、多通道同步读取、数据自动分析等功能,理论上可提升病原体检测的效率与准确性。本研究通过建立基于该仪器的ELISA检测体系,系统评估其在细菌性感染病原体检测中的性能,为其科研转化与临床应用提供实验依据。

一、材料与方法

(一)实验材料

1、菌株来源:本研究选取6种临床常见致病菌(金黄色葡萄球菌ATCC 25923、大肠杆菌ATCC 25922、肺炎克雷伯菌ATCC 700603、奇异变形杆菌ATCC 12453、表皮葡萄球菌ATCC 12228、粪肠球菌ATCC 29212)及3种非目标菌株(白色念珠菌ATCC 10231、铜绿假单胞菌ATCC 27853、鲍曼不动杆菌ATCC 19606),均购自中国典型培养物保藏中心(CCTCC)。

2、试剂:致病菌特异性单克隆抗体(抗金黄色葡萄球菌α-溶血素抗体、抗大肠杆菌O157抗原抗体等);辣根过氧化物酶(HRP)标记的羊抗鼠IgG二抗、3,3',5,5'- 四甲基联苯胺(TMB)底物液、封闭液(5%脱脂奶粉);LB培养基、PBS缓冲液(pH7.4)由实验室自行配制。

3、仪器:博清生物酶标仪、恒温培养箱、高速离心机、超净工作台。

(二)实验方法

1、菌株培养与样本制备

将各致病菌接种于LB培养基,37℃恒温培养12h后,用PBS缓冲液调整菌液浓度至10 CFU/mL,再通过梯度稀释得到10、10、10³、10²、10¹CFU/mL的系列浓度菌液,作为检测样本;非目标菌株按相同方法培养并制备成10CFU/mL菌液,用于特异性验证。

2、ELISA 检测体系建立

包被:将致病菌特异性单克隆抗体用包被缓冲液(0.05mol/L碳酸盐缓冲液,pH9.6)稀释至2μg/mL,每孔加100μL至96孔酶标板,4℃孵育12h后,用PBST缓冲液(含0.05%Tween-20的PBS)洗涤3次,每次3min。

封闭:每孔加200μL 5%脱脂奶粉封闭液,37℃孵育1h,PBST洗涤3次。

加样与孵育:每孔加100μL系列浓度菌液(空白对照加 PBS),37℃孵育1.5 h,PBST洗涤3次。

加酶标二抗:将HRP标记的二抗用封闭液稀释至1:5000,每孔加100μL,37℃孵育1h,PBST洗涤5次。

显色与终止:每孔加100μL TMB底物液,37℃避光孵育15min,随后加50μL 2mol/L HSO终止反应。

3、博清生物酶标仪检测参数设置

采用博清酶标仪进行检测,设置检测波长为450 nm(TMB显色主峰),参考波长为630nm(消除背景干扰),选择“双波长差值”检测模式,自动读取每孔吸光度值(OD₄₅₀₋₆₃₀)。以OD值≥0.2且大于空白对照OD值2倍判定为阳性。

4、性能评估实验

重复性验证:选取10³CFU/mL的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌菌液各1份,每份样本平行检测10次(批内重复),连续检测5d(批间重复),计算CV值(CV=标准差/平均值×100%)。

特异性验证:检测6种目标致病菌(10CFU/mL)及3种非目标菌株(10CFU/mL),记录阳性率,评估交叉反应。

灵敏度验证:检测系列浓度(10¹~10 CFU/mL)的目标致病菌菌液,以阳性判定标准确定最低检测限(LOD)。

检测效率对比:分别采用博清酶标仪ELISA法与传统培养法检测20份模拟感染样本(含 10³CFU/mL 目标菌),记录两种方法的检测周期及阳性符合率。

二、结果

(一)重复性结果

博清生物酶标仪对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的批内CV分别为2.8%、3.2%,批间CV分别为4.1%、4.5%,均小于5%,表明仪器检测重复性良好。

(二)特异性结果

6种目标致病菌(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌等)均检测为阳性,3种非目标菌株(白色念珠菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌)均检测为阴性,无交叉反应,特异性达100%。

(三)灵敏度结果

博清生物酶标仪对6种目标致病菌的最低检测限均为10² CFU/mL,而传统培养法的最低检测限为10³CFU/mL,仪器灵敏度显著优于传统方法。

(四)检测效率对比

20份模拟感染样本中,博清酶标仪ELISA法与传统培养法的阳性符合率均为100%,但前者检测周期仅为4~6h,后者需24~48h,检测效率提升4~6倍。

三、讨论

细菌性感染的早期诊断依赖于快速、准确的病原体检测技术。本研究针对博清生物酶标仪的性能验证结果表明,该仪器在细菌性感染病原体检测中具有显著优势:

1、高稳定性与特异性:批内、批间CV均小于5%,符合免疫检测的重复性要求;且对非目标菌株无交叉反应,可有效避免误诊,这得益于仪器的双波长检测模式——通过参考波长(630nm)消除样本浊度、酶标板吸附差异等背景干扰,提升结果准确性。

2、高灵敏度与快速性:最低检测限达10²CFU/mL,优于传统培养法,可检测低浓度感染样本,减少漏诊;同时,检测周期缩短至4~6h,解决了传统培养法“耗时久”的痛点,有助于临床在感染早期启动针对性治疗,降低抗生素滥用风险。

本研究仍存在局限性:样本类型仅覆盖纯菌液与模拟感染样本,未纳入临床真实样本(如血液、尿液),后续需进一步验证仪器在复杂基质中的检测性能;此外,研究仅针对6种常见致病菌,对耐药菌株(如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA)的检测适用性仍需拓展。

未来可结合核酸扩增技术(如PCR)与博清酶标仪的检测优势,开发“核酸-免疫联合检测”体系,进一步提升灵敏度;同时,优化仪器的自动化流程,实现样本加样、孵育、检测的一体化,适配更多临床样本类型,推动其在基层医疗机构的普及应用。

本研究通过重复性、特异性、灵敏度及检测效率的系统评估,证实博清生物科技(南京)有限公司研发的酶标仪在细菌性感染病原体检测中具有稳定、特异、灵敏、快速的核心优势,可满足科研阶段的致病菌筛查需求,并为临床细菌性感染的早期诊断提供可靠的技术支持,具有较高的应用价值与转化潜力。