圖6-12　美國NHD PROFILE-1356010X型食品細菌快速測定儀

1.化學污染物的快速檢測

發(fā)光細菌的發(fā)光強度與某些污染物的濃度呈較好的線性關(guān)系，能夠穩(wěn)定、快速地反映環(huán)境中的污染物濃度變化；而且檢測時間短（5～15min）、靈敏度高（細胞基本物質(zhì)代謝受到影響前發(fā)光反應(yīng)先被抑制）。海洋發(fā)光細菌的發(fā)光特性與環(huán)境中有毒污染物的毒性有關(guān)，可用于毒物的檢測。我國于1995年將這一方法列為環(huán)境毒性檢測的標準方法（GB/T 15441—1995）。薛建華等在《發(fā)光細菌應(yīng)用于監(jiān)測水環(huán)境污染的研究》中指出，水環(huán)境中的汞、苯酚都抑制細菌發(fā)光，且抑制程度與汞、苯酚的濃度之間存在著明顯的相關(guān)關(guān)系。吳偉等在《發(fā)光細菌在漁業(yè)水域污染物毒性快速檢測中的應(yīng)用》一文中，以明亮發(fā)光桿菌為指示生物，對漁業(yè)區(qū)域中污染物的急性毒性進行了檢測；同時研究了pH、溫度對檢測結(jié)果的影響。海洋發(fā)光細菌種類不同時，發(fā)光特性有變化，其最佳的發(fā)光條件也不同。目前用微生物測定抗菌素效價很費時，操作也較煩瑣，試驗證明四環(huán)素對明亮發(fā)光桿菌發(fā)光的影響是在低濃度時刺激發(fā)光，較高濃度時則抑制發(fā)光，據(jù)此，利用發(fā)光細菌可以快速測定四環(huán)素的效價。因此，利用不同種類的海洋發(fā)光細菌的發(fā)光特性，可以監(jiān)測海洋環(huán)境中的不同污染物。

此外，發(fā)光細菌體內(nèi)的熒光素酶亦可用于食品生產(chǎn)源頭的化學污染物的監(jiān)測。在正常條件下，熒光素酶在加入一定濃度的底物后能夠發(fā)生催化反應(yīng)發(fā)出藍綠光，但與一定濃度的污染物質(zhì)如重金屬接觸后，熒光素酶的活性受到抑制，發(fā)光強度減弱，減弱的程度與污染物質(zhì)的毒性及濃度在一定范圍內(nèi)呈線性相關(guān)關(guān)系。因此，可以從熒光素酶發(fā)光強度的變化推斷出污染物質(zhì)的含量。朱蘭蘭應(yīng)用細菌熒光素酶：FMN-NADH氧化還原酶體外發(fā)光體系檢測蝦肉里Hg2＋殘留的檢出限為0.0007μg/kg，且方法快速、簡便。

2.微生物的快速檢測

利用細菌熒光素酶催化的發(fā)光特性可用來檢測特異性細菌如大腸桿菌、李斯特氏菌等。其原理是利用了噬菌體特異性攻擊宿主細胞：將帶有細菌熒光素酶Lux基因的噬菌體特異性攻擊宿主細胞，熒光發(fā)射只出現(xiàn)在被噬菌體感染的細胞，并且與細胞數(shù)量呈相關(guān)關(guān)系。熒光素酶Lux基因可以被置入到大部分的報告噬菌體中特異性攻擊其宿主菌，達到快速檢測病原菌的目的，該技術(shù)具有廣泛應(yīng)用性。利用這種方法檢測污染食品中的李斯特氏菌，可將傳統(tǒng)的分離、培養(yǎng)、鑒定時間至少為96h縮短至24h，甚至將檢測限降至1cell /g，該方法簡單、快速、靈敏、容易掌握。

在螢火蟲熒光素酶催化的發(fā)光反應(yīng)中，ATP在一定的濃度范圍內(nèi)與發(fā)光強度呈線性關(guān)系，據(jù)此建立的ATP生物發(fā)光法在微生物檢驗和食品生產(chǎn)環(huán)境清潔度等方面已得到廣泛應(yīng)用。美國NHD PROFILE-1356010X型食品細菌快速測定儀是用一種新的微生物ATP生物發(fā)光法測定食品中的細菌污染程度的快速檢測設(shè)備（圖6-12），相對于傳統(tǒng)的實驗室（48～72h）培養(yǎng)法，該儀器可在短短5min內(nèi)即完成測試，而且該儀器為掌中便攜設(shè)備，操作簡單、攜帶方便，可就地即時檢測樣品，數(shù)分鐘內(nèi)得結(jié)果。ATP是所有生物，包括細菌中均有的能量分子，測定出樣品中細菌細胞的ATP含量，即可得知細菌數(shù)。操作時，通過裂解劑裂解細菌細胞，對釋放出的細菌細胞內(nèi)部ATP進行檢測。儀器精密度10－18mol ATP，而每個細菌約含有2×10－18mol ATP，相當于可以檢測到樣品中一個細菌的存在。受到通過螢火蟲熒光素酶專一性測定ATP含量推測出微生物數(shù)量這一原理的啟發(fā)，王靜雪等人探索了一種應(yīng)用海洋發(fā)光細菌熒光素酶、通過對NADH定量檢測進行微生物數(shù)量識別的全新方法。NADH廣泛存在于一切微生物體內(nèi)，是具有代謝活性的細胞指示物。在特定代謝時期的微生物細胞中NADH含量相對穩(wěn)定，其含量與微生物的數(shù)量存在正相關(guān)系，且不同活細菌細胞內(nèi)NADH含量基本一致；而細菌死亡后，在胞內(nèi)酶作用下，NADH將很快被分解。該方法建立了一種細菌熒光素酶：FMN-NADH氧化還原酶體外發(fā)光雙酶體系，其發(fā)光強度與必需底物NADH的濃度在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)關(guān)系，從而以胞內(nèi)NADH為檢測指標，建立了一種檢測水產(chǎn)品中病原菌的方法，具有應(yīng)用普遍性，且操作簡便、準確度高、特異性強。