荧光计在畜禽疫病诊断中的应用研究

Nov,26,2025 << Return list

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一、研究背景

畜禽疫病(如非洲猪瘟、禽流感、蓝耳病等)具有传播速度快、致死率高、经济损失大等特点,严重威胁畜牧业安全生产与公共卫生安全。传统诊断方法中,病毒分离培养操作复杂、耗时久(2-7天),难以满足疫情应急处置需求;胶体金免疫层析法虽快速简便,但灵敏度较低,易出现漏检;实时荧光定量PCR(qPCR)灵敏度与特异性较高,但依赖专业实验室与操作人员,设备成本高,不适用于基层现场检测。因此,开发兼具高灵敏度、高特异性与便携性的快速诊断技术,成为农业生物技术领域的研究热点。

博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光计基于先进的生物荧光检测技术,整合微型光学系统、恒温扩增模块与智能数据分析模块,可实现病原体核酸或抗原的快速定量检测。

二、材料与方法

(一)实验材料

1、仪器设备:博清生物荧光计;实时荧光定量PCR仪;胶体金检测试剂盒;高速冷冻离心机。

2、试剂与样本:目标病原体标准品;非目标病原体(猪瘟病毒、新城疫病毒等5种);临床样本共362份(包括猪血清186份、鸡咽拭子124份、猪组织匀浆52份,采集某规模化养殖场);荧光探针(特异性针对目标病原体基因保守区);恒温扩增试剂。

(二)检测原理

博清生物荧光计采用荧光共振能量转移技术,当特异性荧光探针与目标病原体核酸(或抗原)结合后,探针构象发生改变,激发光能量从供体荧光基团转移至受体荧光基团,产生特异性荧光信号。仪器通过微型光学传感器捕捉荧光强度变化,结合内置标准曲线,实现目标病原体的定量检测,检测结果以“阳性/阴性”及核酸拷贝数呈现。

(三)实验方法

1、样本处理

血清样本室温静置30min后,8000r/min离心5min取上清;组织匀浆样本按1:5比例加入生理盐水研磨,10000r/min离心10min取上清;咽拭子样本置于含3mL PBS缓冲液的离心管中,振荡10min后取上清。所有样本均采用核酸提取试剂盒(磁珠法)提取核酸,操作按试剂盒说明书进行。

2、检测体系优化

以ASFV为模型,优化荧光探针浓度(0.2-1.0μmol/L)、扩增温度(60-65℃)、反应时间(20-40min)等参数,以荧光信号强度、检测限为评价指标,确定最佳反应条件。

3、性能评价实验

灵敏度检测:将目标病原体标准品进行10倍梯度稀释(10-10copies/μL),分别采用博清生物荧光计、qPCR仪、胶体金试剂盒进行检测,记录最低检测限。

特异性检测:采用优化后的检测体系,对5种非目标病原体及3种目标病原体进行检测,验证仪器特异性。

检测速度对比:统计3种方法从样本处理到获得结果的总时间。

临床样本验证:采用3种方法对362份临床样本进行平行检测,以qPCR检测结果为金标准,计算博清生物荧光计的检测符合率、灵敏度、特异度。

三、结果与分析

(一)检测体系优化结果

当荧光探针浓度为0.6μmol/L、扩增温度为63℃、反应时间为30min时,博清生物荧光计对ASFV标准品的荧光信号强度最高,背景噪音最低,确定为最佳反应条件。

(二)灵敏度检测结果

博清生物荧光计对ASFV、AIV-H9、PRRSV的最低检测限均为10¹copies/μL,qPCR仪检测限为10copies/μL,胶体金试剂盒检测限为10³copies/μL。博清生物荧光计灵敏度虽略低于qPCR,但较胶体金方法提升100倍。

(三)特异性检测结果

博清生物荧光计仅对ASFV、AIV-H9、PRRSV产生特异性荧光信号,与猪瘟病毒、新城疫病毒等5种非目标病原体无交叉反应,特异性达100%,与qPCR检测结果一致。

(四)检测速度对比结果

博清生物荧光计单个样本从处理到出结果的总时间为35min,其中样本处理15min、扩增检测20min;qPCR总时间为90min(样本处理30min、扩增检测60min);胶体金总时间为25min,但需手动判读结果,主观性较强。

(五)临床样本验证结果

362份临床样本中,qPCR检测阳性128份、阴性234份。博清生物荧光计检测阳性126份、阴性236份,与qPCR检测结果的总符合率为98.2%(356/362),灵敏度为98.4%(126/128),特异度为98.3%(230/234),与胶体金方法(符合率91.7%)相比差异具有统计学意义(χ²=18.36,P<0.01)。

四、讨论

本研究构建的博清生物荧光计畜禽疫病检测体系,通过优化反应参数,实现了对ASFV、AIV-H9、PRRSV等常见疫病的快速精准检测。结果显示,该仪器灵敏度较胶体金方法大幅提升,接近qPCR水平,可有效减少漏检风险;特异性达100%,避免了交叉反应导致的误判,为疫情精准防控提供可靠依据。

在检测效率方面,博清生物荧光计将单个样本检测周期控制在35min内,较传统qPCR缩短60%以上,且无需专业实验室环境,仪器重量仅0.5kg,配备触摸屏操作界面与蓝牙数据传输功能,适合养殖场现场快速筛查与基层防疫部门移动检测。此外,该仪器采用一次性反应芯片,避免交叉污染,检测成本仅为qPCR的1/3,符合规模化养殖与基层防疫的成本控制需求。

与现有研究相比,本研究首次系统验证了博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光计在多种畜禽疫病诊断中的应用性能,覆盖猪、禽等主要养殖品种,临床样本量较大,结果可靠性更高。但本研究仅针对3种常见疫病,后续可扩展至牛、羊等畜禽疫病检测,进一步优化多通道检测模块,实现多种病原体的同步筛查。

博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光计凭借高灵敏度、高特异性、快速便捷、成本可控等优势,在畜禽疫病诊断中表现出良好的应用前景。该仪器可有效解决传统诊断方法在基层应用中的痛点,为畜牧业疫病早发现、早处置提供技术支撑,对保障畜牧业健康发展与公共卫生安全具有重要意义。未来可通过技术迭代,进一步提升多病原体同步检测能力,拓展在畜禽疫病流行病学调查中的应用场景。